Yhdysvaltain keskustan yläpuolelle kerääntyneet myrskypilvet julkaisivat 22. lokakuuta 2017 salamavalon, joka oli niin suuri, että se valaisi Texasin, Oklahoman ja Kansasin yläpuolella olevaa taivasta. Vaakatasossa, joka ulottui yli 310 mailin (500 kilometriä) näiden kolmen valtion yli, räjähdys oli niin ennennäkemätön, että ryhmä tutkijoita kirjoitti siitä tutkimuksen kuvaamalla sitä "megavälkeä": Se oli yksi pisimmistä koskaan tallennetuista salaman välähdyksistä.
Tyypillisesti säännölliset salamavälit ovat vain 0,6 mailin ja 20 mailin (1 - 20 km) välisiä. Mutta kuten yhä kehittyneemmät kartoitustekniikat ovat paljastaneet, jotkut todella kolossaaliset pultit halkeilevat päämme yläpuolelle. Nämä viimeaikaiset löytöt herättävät mielenkiintoisen kysymyksen: Kuinka suurta salama voi todella saada? Ja pitäisikö meidän olla huolissamme näistä ilmakehän raskaspainoista?
Salama syntyy myrskypilvissä, kun voimakas positiivinen varaus kehittyy yhdellä pilvialueella ja voimakas negatiivinen varaus kehittyy toisella, muodostaen niiden välille sähköisiä voimia. "Salama välähtää alueelle, jolla sähkövoimat ovat erittäin voimakkaita. Ne muuttuvat riittävän vahvoiksi, että ilma ei enää kestä sähkövoimaa ja hajoaa", kertoi fyysikko ja kansallisen valtameren vanhempi tutkija Don MacGorman. ja Atmospheric Administration (NOAA), ja kirjoittanut vuoden 2017 megaviilaa käsittelevän artikkelin.
Tämä tarkoittaa, että sähkövoiman kasvaessa se hajottaa ilman eristysvoiman, joka yleensä pitää eri varauksen alueet erillään toisistaan. Tutkijoiden mielestä tämä tapahtuu, koska liiallisen sähkövoiman muodostuminen alkaa kiihdyttää ilmassa olevia vapaita elektroneja - niitä, jotka eivät ole kiinnittyneet atomiin tai molekyyliin -, jotka puolestaan koputtavat muita elektroneja, jotka ovat irti atomistaan ja molekyyleistään, MacGorman selitti. Tämä jatkuu kiihdyttäen yhä useampia elektroneja: "Tutkijat kutsuvat tätä prosessia elektronivyöväksi, ja sitä me tarkoitamme, kun sanomme, että ilma hajoaa", MacGorman kertoi Live Science: lle.
Tämä luo lopulta erittäin kuuman kanavan, joka toimii kuin lanka, jonka päät kasvavat ulospäin kohti positiivisia ja negatiivisia varauksia, jotka aiheuttivat rikkoutumisen. Kasvava kanava yhdistää lopulta positiiviset ja negatiiviset varaukset, ja kun se tapahtuu, se laukaisee valtavan sähkövirran, jota tunnemme salaman salamana.
"Ajattele sitä jättiläisessä kipinässä, joka on kasvanut pilven läpi", MacGorman sanoi.
Joskus pilven alemmalla alueella, joka yleensä sisältää positiivisen varauksen, ei yksinään ole tarpeeksi varausta kanavan pysäyttämiseksi. Joten salamanpultti kasvaa jatkuvasti alaspäin kohti maata. Kun se tekee niin, se vetää ylöspäin olevan kipinän maasta vastaamaan sitä - laukaisee salaman salaman valtaisilla sähkövirroilla, jotka kuljettavat osan myrskyn varauksesta maahan. Nämä pilvistä maahan -kanavat ovat mitä useimmat meistä yleensä kuvaavat ajatellessaan salamaa; ne elävät haarukat, jotka lyövät maata.
Mutta mitkä tekijät rajoittavat näiden massiivisten pulttien kokoa?
Tutkijat ovat yrittäneet vastata tähän kysymykseen vuosikymmenien ajan. Pystysuoraan salaman laajuutta rajoittaa myrskypilven korkeus tai etäisyys maasta sen kärkeen - joka on korkeintaan noin 20 mailia. Mutta horisontaalisesti laaja pilvijärjestelmä tarjoaa paljon enemmän tilaa leikkiä varten.
Vuonna 1956 Myron Ligda -niminen meteorologi osoitti tämän, kun hän tutkan avulla havaitsi pisimmän salaman salaman, jonka kuka tahansa oli tähän mennessä kuvannut: pultti, joka ulottui 60 mailiin (100 km).
Sitten vuonna 2007 tutkijat rikkoivat ennätys tunnistamalla salaman Oklahoman osavaltion yli, joka oli mitattuna 200 mailia (321 km). MacGormanin ja hänen kollegoidensa äskettäinen tutkimus koputti kyseisen numeron puistosta. Tämän salaman lähettämä valo oli niin voimakasta, että se valaisee maanpinta-alaa 26 000 neliökilometriä (67 845 neliökilometriä), tutkijat laskivat. Mutta jopa tämä salama on nyt ylitetty: JGR Atmospheres -lehden äskettäisessä tutkimuksessa kuvataan 673 km: n (418 mailin) säteily.
Tällaiset salamavälit ovat harvinaisia. Mutta nyt, kun meillä on tekniikka niiden havaitsemiseksi, löydämme niitä useammin. Sen sijaan, että luottaisi pelkästään maapallon järjestelmiin, jotka käyttävät antenneja ja tutkaa salaman havaitsemiseksi, asiantuntijat ovat alkaneet tarkkailla sitä hyvin erilaisesta näkökulmasta: satelliiteista. Molemmat äskettäin ennätysmääräiset välähdykset mitattiin käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan Geostationaariseksi salamannopeaksi, anturiksi, joka on läsnä kahdella Maapallon kiertävällä satelliitilla, joka tarjoaa laajan kuvan alla olevista myrskyjärjestelmistä.
"Tämä järjestelmä reagoi pilven yläpuolelta tulevaan valoon, joten näemme salamavalojen valon ja pystymme sitten kartoittamaan sen melko paljon koko pallonpuoliskolla", MacGorman sanoi.
Yhdistettynä maapallon järjestelmän nimeltä Lightning Mapping Array, tämä korkearesoluutioinen visuaalinen satelliittitieto maalasi kuvan lokakuun 2017 salamavalon valtavasta laajuudesta.
Olemme kuitenkin vielä pimeässä tarkalleen kuinka nämä valtavat sähkövalaisimet kasvavat niin kauan. Tutkijoiden mielestä pilvikoko on yksi tekijä, koska mitä suurempi pilvijärjestelmä on, sitä enemmän potentiaalia salaman välähdyksiin siinä voi olla. MacGorman lisää, että tarvitaan myös tiettyjä "mesoscale-prosesseja - suuren mittakaavan tuulen virtauksia, jotka mahdollistavat järjestelmän sitoutumisen toisiinsa pysyäkseen pitkään".
Joten näiden hirviöpilvien asettamassa vaiheessa mitä heissä todella tapahtuu? "Nämä suuret välähdykset näyttävät olevan kuin jatkuva purkausjakso hyvin läheisessä peräkkäisessä järjestyksessä", kertoi Christopher Emersic, tutkija, joka tutkii ukkosen sähköistymistä Manchesterin yliopistossa Yhdysvalloissa.
Hän olettaa, että jos pilvijärjestelmä on erittäin varautunut laajalle alueelle, sarja purkautumisia voi levitä sen läpi kuin putoavan dominoviivan. "Jos kaikki dominoasettelut on asetettu ilman liian suurta rakoa, toinen laukaisee toisen suuressa kaapelisarjassa. Muuten se 'epäonnistuu' ja tässä tapauksessa saat vain pienemmän tilallisen salamatapahtuman kuin megavälin". Emersic kertoi Live Sciencelle.
Mitä suurempi vanhemman pilvi on, sitä enemmän mahdollisuuksia purkaukselle on jatkaa etenemistä. "Siksi miksi megavälistykset voisivat periaatteessa olla yhtä suuria kuin emopilvi, jos varausrakenne olisi johtava", Emersic sanoi.
Tämä tarkoittaa myös, että siellä on todennäköisesti paljon suurempia välähdyksiä kuin olemme jo nähneet. "Myrskyt voivat olla suurempia kuin", MacGorman sanoi.
Toisin sanoen, emme vieläkään tiedä tarkalleen, kuinka suuri suurin salama voisi olla.
Huolimatta heidän maalaamastaan apokalyptisestä kuvasta, megavalot eivät ole välttämättä vaarallisempia kuin tavallinen salama: "Avaruuslaajuinen salama ei välttämättä tarkoita, että se kuljettaa enemmän energiaa", Emersic selitti.
Koska pilvijärjestelmät, joista ne ovat peräisin, ovat niin valtavia, megaflaskeja voi olla vaikea ennustaa.
"Tällaiset tapahtumat voivat usein johtaa maalakkoihin kaukana konvektiivisen ytimen tärkeimmästä salamatoiminnasta", Emersic sanoi. "Joku kentällä voi ajatella myrskyn ohi, mutta hämmästyttääkö yksi näistä näennäisesti tyhjästä alueellisesti laajoista päästöistä."
On myös mahdollista, että lämpenemisessä maailmassa saattaa ilmetä myrskyjen tyyppiä, jotka aiheuttavat megavälkeä, Emersic sanoi. "Ja niin epäsuorasti, että se voi tehdä olosuhteista todennäköisempiä, mikä lisää niiden esiintymistiheyttä."
Toistaiseksi megalamput eivät kuitenkaan ole niin yleisiä: MacGorman arvioi niiden muodostavan vain noin 1% salaman välähdyksistä. Tästä huolimatta hänen kaltaiset tutkijat jatkavat metsästämistä - ja epäilemättä löytävät - vielä suurempia behemothioita, joita me voimme ihmetellä.
