22. listopada 2017. olujni oblaci koji su se skupljali nad središnjim Sjedinjenim Državama pustili su bljesak gromove toliko ogroman da je obasjao nebo nad Teksasom, Oklahomom i Kansasom. Vodoravno se protežući na više od 310 milja (500 kilometara) kroz ove tri države, nalet je bio toliko neviđen da je grupa istraživača napisala studiju o tome, opisujući to kao "megaflash": Bio je to jedan od najdužih bljeska munja ikad zabilježenih.
Obično se redoviti bljeskovi munje mjere u dužini između samo 0,6 milje i 20 milja. No kako su otkrivale sve sofisticiranije tehnike mapiranja, neki zaista kolosalni vijci puzaju iznad naših glava. Ova nedavna otkrića postavljaju zanimljivo pitanje: Koliko velike munje zapravo mogu dobiti? I trebamo li se brinuti zbog atmosferskih teških utega?
Munja nastaje u olujnim oblacima kada se u jednom dijelu oblaka razvija jak pozitivan naboj, a u drugom jaki negativni naboj, koji između njih stvara električne sile. "Pokretanje gromobrana pokreće se u regiji u kojoj su električne sile izuzetno jake. One postaju dovoljno jake da zrak više ne može izdržati električnu silu i propada", rekao je don MacGorman, fizičar i stariji istraživač u Nacionalnom oceanu i Atmospheric Administration (NOAA) te autorica rada o megaflahu za 2017. godinu.
To znači da, kako električna sila raste, ruši izolacijsku snagu zraka, koja obično drži područja različitog naboja odvojena jedna od druge. Istraživači smatraju da se to događa zato što nagomilavanje pretjerane električne sile počinje ubrzavati slobodne elektrone u zraku - one koji nisu vezani za atom ili molekulu - koji zauzvrat razbijaju druge elektrone iz njihovih atoma i molekula, objasnio je MacGorman. To se nastavlja, ubrzavajući sve više i više elektrona: "Znanstvenici ovaj proces nazivaju lavinom elektrona i to je ono što mislimo kad kažemo da se zrak raspada", rekao je MacGorman za Live Science.
Time se u zraku stvara vrlo vruć kanal koji djeluje poput žice, čiji krajevi rastu prema van prema pozitivnim i negativnim nabojima koji su prouzročili slom. Kanal koji raste, na kraju povezuje pozitivne i negativne naboje, a kad se dogodi, pokreće ogromnu električnu struju kakvu poznajemo kao bljesak munje.
"Zamislite to kao divnu iskru koja je prerasla kroz oblak", rekao je MacGorman.
Ponekad donja regija oblaka koja obično sadrži pozitivan naboj nema na sebi dovoljno naboja da zaustavi kanal. Dakle, munja i dalje raste, protežući se prema tlu. Kad to učini, izvlači iskrenuću iskru sa zemlje da bi se susreo s njom - pokrećući munje s ogromnim električnim strujama koje dio naboja oluje prenose na zemlju. Ti kanali od zemlje do zemlje su ono što većina nas obično slika kad pomislimo na munje; one živopisne vilice koje udaraju u Zemlju.
Ali koji čimbenici ograničavaju veličinu ovih masivnih vijaka?
Istraživači već desetljećima pokušavaju odgovoriti na to pitanje. Okomito, opseg bljeskalice je ograničen visinom olujnog oblaka ili udaljenošću od tla do njegovog vrha - koja je najviša oko 12 milja. Ali horizontalno, opsežan oblačni sustav pruža mnogo više prostora za igru.
Još 1956. godine, meteorolog po imenu Myron Ligda demonstrirao je to koristeći radar za otkrivanje najdužeg bljeskalice koju je itko ikad zabilježio u tom trenutku: vijak koji se protezao na 60 milja (100 km).
Tada su 2007. godine istraživači oborili rekord identificirajući bljesak nad državom Oklahomom koja je dugačka 32 milje (200 km). Nedavna studija MacGormana i njegovih kolega izbacila je taj broj iz parka. Svjetlost koju emitira ovaj bljesak bila je tako jaka da je osvjetljavala površinu tla od 26 000 četvornih milja (67,845 četvornih kilometara), izračunali su istraživači. Ali čak je i taj bljesak sada nadmašen: Još jedna nedavna studija u časopisu JGR Atmospheres opisala je bljeskalicu u rasponu od 418 milja (673 km).
Takvi megaflaši su rijetki. Ali sada kada imamo tehnologiju da ih otkrijemo, nalazimo ih češće. Umjesto da se oslanjaju samo na prizemne sustave koji koriste antene i radar za otkrivanje munje, stručnjaci su ga započeli promatrati s vrlo različitog vidikovca: satelita. Oba nedavno rekordna bljeskalica mjerena su korištenjem tehnologije koja se zove Geostacionarni munjevirač, senzor koji je prisutan na dva satelita koji orbitiraju oko Zemlje, a koji pruža opsežnu sliku olujnih sustava u nastavku.
"Taj sustav reagira na svjetlost koju emitira vrh oblaka, pa vidimo kako svjetlost iz munje treperi i tada je možemo preslikati, poprilično po cijeloj ovoj hemisferi", rekao je MacGorman.
U kombinaciji s podacima iz prizemnog sustava zvanim Lightning Mapping Array, ovaj vizualni satelitski podaci visoke rezolucije oslikali su sliku ogromnog opsega bljeska munje u listopadu 2017. godine.
Međutim, još uvijek smo u mraku o tome kako ta ogromna električna rasvjeta toliko dugo raste. Istraživači vjeruju da je veličina oblaka jedan od faktora, jer što je veći oblačni sustav, to je veći potencijal da se unutar njega mogu pojaviti bljeskovi munje. Također su potrebni, dodaje MacGorman, određeni "mezoskalni procesi - tokovi vjetra velikih razmjera koji omogućuju povezivanje tog sustava da dugo traje".
Dakle, s pozornicom koju postavljaju ovi monstruozni oblaci, što se zapravo događa u njima? "Čini se da su ti megafljesi poput kontinuiranog slijeda ispuštanja u vrlo bliskom slijedu", rekao je Christopher Emersic, znanstveni novak koji proučava elektrifikaciju groma na Sveučilištu u Manchesteru, u Velikoj Britaniji ...
On pretpostavlja da ako je oblačni sustav visoko nabijen na velikom području, niz ispuštanja može se širiti kroz njega poput linije padajućih domina. "Ako su domine postavljene bez prevelike praznine, jedna pokreće drugu u velikom nizu rupa. Inače ona 'propada' i, u ovom slučaju, dobit ćete samo manji prostorni munja, a ne megaflash", Emersic je rekao Live Scienceu.
Što je veći roditeljski oblak, to je veća mogućnost da se pražnjenje nastavi s širenjem. "Otuda bi megaflasovi u principu mogli biti toliko veliki kao nadređeni oblak, ako struktura naboja bude pogodna", rekao je Emersic.
To također znači da su vani vjerojatno puno veći bljeskovi nego što smo već vidjeli. "Oluje mogu biti veće od", rekao je MacGorman.
Drugim riječima, još uvijek ne znamo točno koliki bi mogao biti najveći munja.
Unatoč apokaliptičnoj slici koju slikaju, mega-bljeskovi nisu nužno opasniji od običnih munje: "Prostorno bljeskalica ne mora nužno značiti da nosi više energije", objasnio je Emersic.
To bi moglo reći, s obzirom na to da su oblačni sustavi iz kojih potječu toliko ogromni, mega-udarci se mogu teško predvidjeti.
"Takvi događaji često mogu dovesti do udara tla daleko od glavnih djelovanja munje u konvekcijskoj jezgri", rekao je Emersić. "Netko bi mogao pomisliti da je oluja prošla, ali iznenadit će ga jedan od ovih prostorno velikih ispuštanja naizgled niotkuda."
Također je moguće da bi u zagrijavajućem svijetu moglo doći do nabujavanja vrsta oluja koje mogu dovesti do mega-bljeska, rekao je Emersic. "I tako posredno, koji uvjeti mogu učiniti vjerojatnijim i povećati njihovu učestalost."
Za sada, mega pucketanje nisu tako česte: MacGorman procjenjuje da oni čine samo oko 1% munje. Ipak, istraživači poput njega nastavit će u lovu - i bez sumnje će otkriti - još veće behemote za koje ćemo se diviti.
