По словам Пасека, одна из самых сложных вещей для измерения — это количество энергии удара молнии. Хотя физики атмосферы могут приблизительно определить энергию молнии, измеряя электрический ток и температуру разрядов по мере их возникновения, числа обычно являются приблизительными.Команда Пасека и Херста первая исследовала энергию ударов молнии, используя геологические исследования «постфактум», а не измеряя энергию во время удара.
Проведя эту «археологию» удара молнии, исследователи смогли измерить энергию молнии, поразившей песок Флориды тысячи лет назад.Результаты их анализа были недавно опубликованы в журнале Scientific Reports.«Когда молния ударяет в песок, она может образовывать цилиндрическую стеклянную трубку, называемую фульгуритом», — пояснил Пасек. «Структура фульгурита, созданная энергией и теплом при ударе молнии, может многое рассказать нам о природе удара, особенно о количестве энергии в одном разряде молнии».Команда собрала более 250 фульгуритов — как недавних, так и древних — из песчаных шахт в округе Полк, штат Флорида, на месте, где, как полагают, регистрировались тысячи лет ударов молний, что позволило измерить историю ударов молний. того, что сегодня называется коридором I-4, региона недалеко от Тампы и Орландо.
Они проанализировали свойства фульгуритов, уделяя особое внимание длине и окружности стеклянных цилиндров, поскольку количество выделяемой энергии определяется этими размерами.«Все знают, что в молнии много энергии, но сколько?» Пасек объяснил. «Наша первая попытка определить распределение энергии молнии от фульгуритов, а также первый набор данных для измерения доставки энергии молнии и ее потенциального повреждения твердой поверхности земли».По словам Пасека, энергия, выделяемая молнией, измеряется в мегаджоулях, также выражаемых в МДж / м.«Например, один мегаджоуль эквивалентен примерно 200 пищевым калориям или энергии, которую нужно оставить включенной на 20 минут для приготовления пищи», — объясняет он. «Это также можно сравнить с потреблением энергии 60-ваттной лампочкой, если оставить ее включенной примерно на четыре часа. Это также то же самое, что и кинетическая энергия, которую имеет автомобиль, движущийся со скоростью около 60 миль в час».
Их исследование показало, что энергия, производимая ударом молнии, достигает максимума более 20 МДж / м.Исследователи также нашли способ отделить «нормальные» удары молнии от «аномальных».«В то время как мы представили новый метод измерения с использованием окаменелых горных пород, мы также обнаружили — впервые — что удары молнии следуют так называемой« логнормальной тенденции », — пояснил Пасек. «Логнормальный тренд показывает, что самые мощные удары молнии случаются чаще, чем можно было бы ожидать, если бы вы сделали колоколообразную кривую ударов.
Это означает, что большие удары молнии действительно большие».По словам Пасека, молния может переносить чрезвычайно высокое напряжение и нагревать воздух вокруг места удара до более 30 000 градусов по Кельвину — это более 53 000 градусов по Фаренгейту. Когда молния поражает песок, почву, камень или глину, ток проходит через цель и нагревает материал до уровня, превышающего его уровень испарения. При быстром охлаждении образуется фульгурит.
По словам Пасека, который также является экспертом в области астробиологии, геохимии и космохимии, молния поражает Землю примерно 45 раз в секунду, причем от 75 до 90 процентов ударов приходится на сушу.«Около четверти этих ударов происходит от облака до земли, поэтому потенциал образования фульгурита велик: до 10 фулгуритов в секунду во всем мире», — сказал Пасек.
Их исследования служат не только для измерения огромной энергии молнии, но и для повышения осведомленности об опасностях, исходящих от потенциально смертоносных болтов.