چرا رعدوبرق به‌شکل زیگزاگی ظاهر می‌شود؟

بر‌اساس آنچه همه ما تجربه کرده‌ایم، پدیده رعدوبرق قادر است تنها با یک تابش ناگهانی آسمان را روشن کند. گرچه این پدیده به اشکال مختلف در آسمان دیده می‌شود، اکثر قریب به‌اتفاق ما در صورت به تصویر کشیدن رعدوبرق، شکل زیگزاگی را انتخاب می‌کنیم. سؤال اینجاست که چرا ظهور پدیده تخلیه بار بین ابرهای باردار الکتریکی و زمین که از آن به رعدوبرق یاد می‌کنیم، به‌جای آن‌که به‌صورت خطی مستقیم باشد، زیگزاگی است؟

کد خبر: ۱۴۰۰۲۰۹

نویسنده رفعت رحیم‌زاده حناچی - گروه دانش و سلامت

آنچه در مورد این پدیده عجیب است، برخی از سازوکارهای آن است که همچنان ناشناخته مانده‌ است. محققی در این‌باره می‌گوید: امروزه ما تمام حقایق سیاره خود را می‌دانیم. دانشمندان حتی قادرند کسوف و خسوف را با دقت کسری از ثانیه پیش‌بینی‌کنند اما همچنان رموز بسیاری در مورد پدیده باستانی رعدوبرق، سربه‌مهر مانده است. محققان در تلاش برای یافتن علت شکل زیگزاگی رعدوبرق، یعنی یکی از شگفتی‌های مجهول این رخداد هستند. حاصل مطالعات دانشمندان در این زمینه نشان می‌دهد نوعی از مولکول‌ اکسیژن با رسانایی بسیار زیاد و سطح انرژی پایین عامل این شکل ظهور رعدوبرق است. آنها توضیح می‌دهند که زیگزاگی ظاهر شدن رعدوبرق در آسمان به‌علت وجود یک فرم بسیار رسانا از اکسیژن است؛ در صورت حرکت نور سفید در مسیر طولانی خود به سمت زمین، این نور به شکل نامنظم و بی‌قاعده حرکت کرده و به‌صورت رعدوبرق زیگزاگی مشاهده می‌شود. عکس‌های فوق سریع از پدیده رعدوبرق نیز این توضیحات را تأیید می‌کنند. بررسی این تصاویر نشان می‌دهد نور سفیدی که در آسمان ملاحظه و از آن به عنوان رعدوبرق یاد می‌کنیم، در پی هوای یونیزه(ذرات باردار الکتریکی) موجود در قسمت زیرین ابرهای توفانی ایجاد می‌شوند. در بیشتر مواقع، این ذرات یونیزه(عامل ایجاد رعدوبرق) بسیار کمرنگ‌تر از آن هستند که با چشم غیرمسلح دیده شوند؛ با این حال، در واقع همین ذرات باردار هستند که فرم پلکانی رعدوبرق را تشکیل می‌دهند؛ نه نور سفید نهایی که در آسمان ظاهر می‌شود.

هوا معمولا به‌صورت عایق و نارسانا عمل می‌کند اما ذرات باردار مذکور، مناطقی غنی از نوع بسیار رسانای مولکول اکسیژن ایجاد می‌کنند که در سطح انرژی بسیار پایین‌تر از سطح معمول قرار دارند. هر حرکت غیرمستقیم این ذرات باردار(هر زیگ یا زاگ) یک گام حدود ۵۰متری است که به‌علت تخلیه الکتریکی در این مناطق غنی از اکسیژن رسانا، ایجاد می‌شود. فضاهای مغناطیسی نیز از آخرین «گام» این ذرات باردار تشکیل می‌شوند که به‌صورت ناگهانی مولکول‌های بیشتری از این نوع اکسیژن بسیار رسانا را از اکسیژن رایج موجود در اتمسفر ایجاد می‌کنند. این روند فزاینده‌ از تولید اکسیژن‌های رسانا و بسیار کم‌انرژی، باعث گستردگی فضاهای سرشار از این نوع اکسیژن در تمام جهاتی می‌شود که «گام‌»های ذرات باردار پایان می‌یابد. هریک از این تخلیه‌های الکتریکی متوالی ذرات باردار که در مقیاس میلیونیوم ثانیه رخ می‌دهد، به‌دنبال حرکتی بسیار سریع رخ می‌دهد که به همین دلیل عکس‌ها قادر به نشان دادن آنها نیستند. این جریان ذرات باردار در نهایت به زمین یا اشیای بلند متصل به آن برخورد می‌کند. این اتفاق در نتیجه رعدوبرق‌های قابل مشاهده با صدای بسیار بلند رخ می‌دهد. در این حالت، نور سفید در مقیاس هزارم ثانیه در مسیر زیگ‌زاگ حامل اکسیژن‌های رسانای بسیار کم‌انرژی بازمی‌گردد.برخی ذرات باردار در همین‌جا بار الکتریکی خود را از دست داده و ناپدید می‌شوند. فهم بهتر از عملکرد رعدوبرق، عاملی کمک‌کننده برای جان به‌در بردن از خطرات توفان‌های تندری است که برای مثال در چگونگی جانمایی برقگیرها و سازه‌های بلند همچون ساختمان‌های رفیع، دکل‌های مخابراتی و دکل‌های کشتی، دید علمی‌تر و در نتیجه موثرتر جهت پیشگیری از خطرات رعدوبرق، در اختیار سازندگان قرار می‌دهد. چنانچه ذکر شد، فرضیه دانشمندان حاضر درباره دلیل ایجاد شکل زیگزاگی رعدوبرق، این است که ذرات ایستای ناشی از حرکت خرده‌یخ‌ها در ابرهای تندری این پدیده را ایجاد می‌کنند. با وجود این، نمی‌توان از قطعیت این فرضیه اطمینان داشت؛ شاید به همین دلیل است که رعدوبرق همچنان موضوعی اعجاب‌آور و ناشناخته است.