miercuri, 1 decembrie 2010

Bilele de foc

Preluat din Monitorul de Sibiu (material publicat de Camelia Onciu - 02.09.2006)

Pe suprafaţa Pământului se produc anual aproximativ 16 milioane de furtuni cu descărcări electrice. Pe lângă fulgere, trăsnete şi tunete, fenomene cu care suntem obişnuiţi, apar şi fulgerele globulare, discuri de foc cu un comportament ciudat. Deseori sunt asociate cu OZN-urile.
Fulgerul globular a dat multă bătaie de cap oamenilor de ştiinţă, în încercarea de a găsi o teorie satisfăcătoare care să explice formarea, structura şi mişcarea lui. Anul acesta (2006), s-a reuşit reproducerea lui în laborator. Dar suntem încă departe de a şti totul despre fulgerul globular.
Misterioasele apariţii incandescente continuă să ne dea fiori şi să provoace ştiinţa.


Ghici ce vine pe horn?
În ultimii 300 de ani, de când se studiază fulgerul globular, aceasta rără manifestare a electricităţii naturale, au fost adunate mii de mărturii şi au fost publicate sute de descrieri amănunţite ale acestui fenomen. Cu toate acestea,  globul de foc e şi azi una dintre cele mai mari enigme ale naturii. În 1852, la câteva clipe după ce a auzit un zgomot ca de tunet, un parizian a văzut cum, din şemineul apartamentului său, a ţâşnit o minge de foc care s-a rostogolit spre el „ca o pisică”. Bărbatul s-a ferit, trăgându-şi picioarele. Sfera s-a dus spre mijlocul camerei. Deşi strălucitoare, nu emana căldură perceptibilă. Mingea de foc s-a înălţat puţin, a pornit înapoi spre punctul din care se ivise, apoi a luat-o în sus pe coşul şemineului, explodând la ieşirea în aer liber.


Musafirul aerian
Pilotul Valentin Akkuratov, într-o zi a lui februarie 1946, s-a trezit cu o sferă orbitor de albă în carlingă. Se mişca lin, de-a lungul peretelui. Apoi s-a apropiat de faţa pilotului, pulsând. Pilotul n-a simţit decât o uşoară înţepătură în cap. Schimbându-şi culoarea în verzui, sfera s-a dus în cabina de radiotelegrafie şi s-a cuibărit sub scaun unde a explodat puternic. Picioarele metalice ale scaunului s-au topit şi a izbucnit un mic incendiu. Nimeni nu a păţit nimic.
Nu s-a putut explica cum a pătruns sfera de foc într-o incintă perfect etanşă. În 1977, la Moscova, într-o şscoală, un fulger globular cu diametrul de 5 cm a găurit sticla ferestreu şi s-a dizolvat imediat după aceea. Gaura părea făcută cu un fascicul laser.

Efecte benefice
Australianul John Barry se găbea să închidă ferestrele când o sferă luminoasă de mărimea unei mingi de handbal a pătruns pe uşa principală a casei. Era incandescentă şi vibra, scoţând un sunet uşor, de frecvenţă înaltă. A plutit de-a lungul scărilor către etaj, unde se afla mama lui John, şi a ieşit pe fereastră. Sfera a dereglat televizorul, care şi-a pierdut imaginea pentru scurt timp. Mama lui Barry, care suferea de multă vreme de reumatism şi de-abia mai mergea, în urma acestei neobişnuite vizite, s-a simţit mult mai bine, durerile au încetat şi ea a putut să-şi reia treburile gospodăreşti.

În Texas, o femeie s-a trezit şi ea cu un glob luminos în sufragerie. De data aceasta, prezenţa sferei de foc nu a avut efect benefic. Dimpotrivă, florile din jardinieră păreau arse.

Bile ucigaşe
Mai dramatice sunt mărturiile persoanelor care au avut o interacţiune fizică cu sferele de foc.
La 8 august 1975, în timpul unei furtuni, o englezoaică a fost lovită de un fulger globular de 10 cm în diametru, înconjurat de un halou. I s-a provocat o arsură de gradul I pe mâna stângă, cu care a încercat să-l îndepărteze.

O rusoaică a avut curajul să lovească sfera care plutea pe lângă întreruptor. Sfera s-a descompus în alte sfere mai mici, care au căzut pe podea. „Abia atunci m-am speriat. Mână îmi era arsă până la os. Pielea de pe degete se înnegrise”, a mărturisit ea.

Un alt caz dramatic este cel al unor alpinişti, în 1978, în Caucaz, la 3900 m altitudine. Sfera luminoasă a intrat în mai mulţii saci de dormit, rănindu-i pe alpinişti. Nu au suferit arsuri, ci bucăţi întregi de muşchi le-au fost smulse de pe os. Unul dintre alpinişti a murit, ceilalţi aveau câte 7-8 astfel de răni.

Mingi care explodează
Fulger globular
În vara anului 1978, la Habarovk (Rusia), un fulger globular cu diametrul de 1,5 m a stat aproximativ 1 minut deasupra unei clădiri, după care a explodat, distrugând cablurile electrice pe o rază de 150 m şi lăsând un crater cu diametrul de 1,5 m şi adânc de 25 cm.

Familia Ellison din Noua Zeelandă, în urma unei astfel de întâlniri, a rămas fără casă, iar un membru al ei a pierit în incendiu. Cei doi băieţi ai familiei au deschis geamul să poată vedea mai bine mingea de foc. În câteva secunde, perdelele au luat foc, apoi întreaga casă.

O altă relatare spune că un fulger globular a fost zărit pe autostradă, rostogolindu-se şi sărind, lăsând în urmă gropi de 1,5 m diametru.

De unde o forţă atât de puternică într-o minge de foc?
La această întrebare, oamenii de ştiinţă au tot căutat răspunsuri.

Ipoteza bilelor de plasmă
Globurile de lumină incandescentă sunt cunoscute încă din evul mediu. În contemporaneitate, ele au fost asociate fenomenului OZN, datorită mişcărilor nerectilinii. Există mai multe teorii asupra naturii fulgerelor globulare. Cea mai populară dintre ele spune că sunt nişte bile de plasmă, care rămân concentrate la un loc datorită câmpurilor magnetice autogeneratoare. Plasma este un gaz de molecule ionizate şi electroni. Teoria arată că, pentru ca o asemenea bilă să poată exista, ar trebui să fie extrem de încinsă, iar particulele să se mişte foarte repede. Însă, datorită faptului că gazul fierbinte este mai uşor decât cel rece, o asemenea bilă de plasmă s-ar ridica în atmosferă extrem de repede. Iar acest lucru nu se observă în cazul fulgerelor globulare. Au fost văzute coborând, nu urcând.

Particulă sau undă electromagnetică?
Revista „Nature” prezintă ipoteza formulată de doi cercetători din Noua Zeelandă. John Abrahamson şi James Dinniss sunt de părere că etericele mingi de foc nu ar fi altceva decât siliciu aprins. În timpul furtunilor puternice, fulgerele care lovesc pământul ridică în aer o pulbere fină de particule de siliciu. În prezenţa oxigenului şi a carbonului, între particulele microscopice de siliciu se formează o reţea deasă de micro-filamente ce emit lumina. În mod natural, reţeaua astfel formată ar lua o formă sferică.
P.L. Kapitza, în 1955, lansa teoria electromagnetică: fulgerul globular apare la interfaţa unor unde electromagnetice ce provin dintr-o activitate electrică prezentă în decursul unei furtuni. Kapitza a presupus că ar putea fi vorba de unde electromagnetice între nori.

Produse nucleare?
Teoria microfurtunilor (E.L. Hill, 1960) susţine că fulgerul ce precede fulgerul globular produce o separare a sarcinilor negative (electroni) şi pozitive (ioni) care au fost capturate şi transportate de pulberi şi aerosoli atmosferici. Teoria nucleară a lui M.D. Altschuler (1970) presupune că, în timpul unei furtuni, fulgerele liniare pot disocia moleculele de apă, iar protonii care ar rezulta pot da naştere reacţiilor nucleare cu O2 şi N2. Acest lucru ar explica viaţa lungă a fulgerului globular.

Teoria bozonilor, formulată de către G.C. Dijkhuis (1980), consideră că se creează o regiune de plasmă prin intermediul unui curent electric cu impulsuri. În stare de plasmă, electronii sunt suficient de legaţi între ei pentru a da naştere unei stări staţionare a plasmei, adică fulgerului.

Cât portocala
Fulgerul sferic e glob de foc de culoare alb-albăstruie, portocalie, galbenă, roşie, roz, gri. Mărimea şi forma poate varia de la dimensiunea unei portocale la cea a unei mingi de volei sau chiar mai mare, media fiind de 20 cm în diametru, iar forma poate fi regulată (ovală, cilindrică, inelară) sau neregulată (ca o pară, flacără sau pată de cerneală). În 6% din cazuri s-au înregistrat variaţii de formă, cu un halou transparent, cu coadă, cu filamente în mişcare pe interior. Marginile sunt uşor estompate şi, uneori, e vizibil un nucleu mai clar. Luminozitatea medie e comparabilă cu cea a lămpilor de 100 W. Astfel, sunt vizibile chiar şi la lumina zilei. În mod obişnuit, luminozitatea sferelor rămâne constantă în timpul apariţiei, dar scade în timpul fazei de dispariţie. Viteza lor e de ordinul a câţiva m/s.

Fulgerul din bazin
Foarte rar provoacă senzaţia de căldură. Totuşi, există rapoarte despre fulgere globulare care au ars şuri şi au topit cabluri electrice. Într-un raport găsit la McNally (1966) se descrie un fulger globular care a lovit un bazin de apă, producând un zgomot „ca şi când ai pune o bucată de fier incandescent în apă”. S-a mai raportat şi un miros distinct ce însoţeşte fulgerul globular, descris ca fiind intens şi respingător, asemănător cu sulful arzând sau ozonul. Mingile de foc sunt atrase de obiecte metalice, liniile telefonice, garduri de sârmă. Când se ataşează de obiecte metalice, se mişcă de-a lungul acestora. Apar la câţiva metri de pământ simultan cu descărcarea electrică dintre nor şi pământ. Uneori apar ca învârtindu-se, rotindu-se, sărind, mişcându-se în zig-zag sau vibrând atunci când se deplasează.

Fulgerele globulare se aşează pe obiecte. Nu se ridică. Unii cred că sferele luminoase mişcătoare sunt ghidate de câmpul electric, fapt care poate explica atracţia pentru conductoare. Se pot mişca împotriva vântului, dând impresia că ar fi de origine artificială.

Pe vreme bună sau furtună?
Într-un mare procent din cazuri, aceste mingi pătrund în clădiri prin ferestre, uşi sau hornuri. Sunt rapoarte care afirmă că iau naştere în clipa când se dă un telefon. Pot exista în orice spaţiu închis metalic, chiar şi în interiorul avioanelor. Există mai mult de 2000 observaţii făcute de piloţi şi de specialişti care cunosc cerul. Se pot materializa oriunde şi pot trece prin orice obstacol. În 52% din cazuri, fulgerele globulare au fost observate în interiorul incintelor, 24% pe stradă şi doar 1% deasupra norilor. Comportamentul lor este imprevizibil. Datorită acestor caracteristici, mulţi pot crede că fulgerul sferic e o structură inteligentă. Fenomenul apare, de obicei, în timpul sau imediat după furtună cu tunete şi fulgere.
În majoritatea cazurilor (70%), apare după un trăsnet. La ruşi, 89% din cazuri s-au semnalat în timpul furtunilor şi 10% pe cer senin. La japonezi, doar 2,5% din fulgere au apărut în timpul furtunii. Luna preferată a fulgerelor globulare este iulie, urmată de august. Cele mai puţine apar în noiembrie. În timpul iernii, sunt aproape inexistente. Intervalul în care s-au înregistrat cele mai multe apariţii este între orele 12 şi 15.

Dispariţii explozive
Un fulger globular poate dispare în tăcere, cu zumzet uşor sau cu o explozie violentă. Stingerea lui este de obicei bruscă, explozivă (60% din cazuri), putând produce deteriorări ale obiectelor din jur. După dispariţie, în aer poate rămâne un miros caracteristic de ozon, sulf sau oxid de azot. Uneori s-a înregistrat prezenţa reziduurilor solide, a căror origine şi natură nu e foarte clară. Una dintre problemele care nu au fost încă rezolvate satisfăcător este înţelegerea modului în care fulgerele globulare pot să trăiască atât de mult. Odată cu creşterea diametrului, creşte şi durata de viaţă a unui fulger globular. În general, acesta trăieşte mai puţin de 5 secunde, dar s-au înregistrat cazuri de mai mult de 3 minute. Majoritatea celor 10.000 de cazuri de observaţii ale fulgerelor globulare e de origine rusă. Sunt observaţii mai ales cu caracter vizual, având în vedere imprevizibilitatea fenomenului.

Sfera artificială
Până acum, încercările de a reproduce fulgere globulare în laborator fie au eşuat, fie au generat numai rezultate vagi. Cercetătorii israelieni au reuşit recent să recreeze asemenea bile de foc în condiţii controlate în laborator. Ei cred că fulgerul globular este o combinaţie de torţă şi bec cu halogen. Eli Jerby şi Vladimir Dikhtyar de la Universitatea din Tel Aviv au folosit o „foreză cu microunde”.
Dispozitivul este similar cu un cuptor cu microunde obşnuit de 600 W, cu singura excepţie că întreaga putere este concentrată în numai 1 cm³. Ei au îndreptat microundele către interiorul unui strat de sticlă, siliciu, germaniu, oxid de aluminiu şi alte ceramice. Energia microundelor a produs o zonă fierbinte în substrat, iar, apoi, pe măsură ce oamenii de ştiinţă au ridicat foreza din solid, zona fierbinte a fost şi ea ridicată în atmosferă.
Picătura fierbinte a devenit, în mod spontan, datorită interacţiei cu oxigenul, o bilă de foc de aproximativ 3 cm, care a rezistat câteva milisecunde. „Bila de foc arată ca o meduză încinsă, zbătându-se în aer”, a spus Jerby. Prin urmare, au reuşit să creeze un fulger globular în miniatură.

Misterul rămâne
„Abilitatea noastră de a genera asemenea bile de foc într-o manieră sistematică poate conduce la diverse tehnici de a sintetiza bile de foc din diferite materiale”, explica Jerby. El speră chiar că aceste mingi de foc să aibă aplicaţii practice în depunerea de straturi subţiri sau producerea de energie. Fulgerul globular ar putea funcţiona în laborator ca instalaţie în care să se realizeze procese de fuziune nucleară. Şi-ar găsi aplicaţii în economie, industrie, uz casnic (încălzire, de exemplu). Dar, deşi acum poate fi creat în laborator, şi speranţele oamenilor de ştiinţă se îndoiesc chiar în zilele noastre. Obiecţiile scepticilor sunt foarte asemănătoare cu argumentele acelora care contestă relatările despre farfuriile zburătoare. Dovezile sunt neconcludente, majoritatea, dacă nu chiar totalitatea fotografiilor sunt îndoielnice, şi nicio teorie ştiinţifică logică nu poate da o explicaţie plauzibilă fenomenului.

Fel de fel de fulgere
În natură s-au observat mai multe forme de fulgere:
Fulger globular
Fulger fierbinte (heat lighting)
Fulger mărgică
Fulger foaie
Fulger tăcut
Fulger negru
Fulger fundă
Fulger colorat
Fulger produs în nori
Fulger între nori

Fulger într nori
Fulger într nori şi pământ
Fulger între nori şi atmosferă

Savanţii şi fulgerele
Natura electrică a fulgerului a fost dovedită de către M.V Lomonosov şi Benjamin Franklin. Primul a descoperit că în atmosferă există electricitate chiar şi atunci când timpul este frumos. Ideile lui stau astăzi la baza teoriilor care explică electricitatea în atmosferă. Franklin a fost primul care a conceput un experiment care a dovedit natura electrică a fulgerului. A presupus că norii sunt încărcaţi cu sarcini electrice, deci fulgerul trebuie să fie tot de natură electrică. A experimentat mai întâi cu un zmeu. În timpul unor descărcări electrice din Pennsylvania, în anul 1752, cel mai faimos zmeu din istorie a zburat cu scântei.
Primul care a studiat serios fulgerul a fost F. Arago (1786÷1853), în cartea „Furtuni şi fulgere”, unde vorbeşte şi despre fulgerul globular. În 1952, savantul suedez Benedick a publict o lucrare în care spunea: „Înainte de toate, denumirea de fulger globular nu e exactă. Ar fi mai corect să fie denumit glob fulgerător, deoarece nu e deloc un fulger”.

Cifre fulgerătoare

  • Fulgerul liniar poate avea o lungime de 1÷3 km şi poate dura câteva sutimi de secunde;
  • În fiecare minut, Pământul este lovit de aproximativ 1800 trăsnete;
  • În fiecare zi, trăsnetul omoară, pe întreg Pământul, 20 de persoane şi răneşte 80;
  • Probabilitatea medie de a observa un fulger globular, în timpul unei vieţi medii de 80 ani, este de 0,63%;
  • În fiecare secundă, izbucnesc circa 100 de fulgere liniare;
  • S-a calculat că există 4 fulgere globulare la fiecare fulger liniar;
  • Un fulger are intensitatea curentului de 10÷20 kA şi tensiunea electrică de 30÷200 MV;
  • Cel mai mare fulger globular cunoscut este de aproape doi metri în diametru.
În final aveţi un film despre „bilele de foc”, unele percepute ca fenomene naturale explicate, altele ca fenomene  misterioase, încă neelucidate.




0 comentarii: