来无影去无踪的诡异闪电(2)
2024-09-29 来源:旧番剧
形成原因学界莫衷一是
由聚合体细丝、硅纳米微粒还是小水滴组成尚无定论
球状闪电的真身难得一见,而它到底来自何处就更难说清。
“关于球状闪电的产生原因,科学界还没有明确统一的答案。其中,一方面是因为个例过少、难以发现,另一方面则缘于人类对自然认知和手段的局限等。”欧波说。几十年来,关于球状闪电产生的原理,陆续有科学家提出了一些研究推测。
早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中产生的电磁干扰效应引起的。1998年,一位西班牙物理学家认为,球状闪电的成因并不神秘,很可能是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体形成。按照这一理论,球状闪电绝大部分较冷,但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出,据此就可很好地解释为什么球状闪电并不发热而触到物体后往往容易着火。
2000年,两位新西兰科学家提出,当一般的枝状闪电击到土壤中,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气。这一过程,就像抽烟者从嘴中吐出烟圈。进入大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电。使用光谱设备抓住了球状闪电的兰州西北师范大学研究人员,识别出构成球状闪电的主要元素包括铁、硅、钙,其成分与土壤的主要成分相同,也认为球状闪电是由于普通闪电与地面相互撞击而引发的,当闪电击中土壤或岩石时,闪电的能量瞬间蒸发土壤中的二氧化硅,再以某种方法将氧气从二氧化硅中分离出去,得到相对纯净的硅蒸气,球形的硅蒸气再次与空气中的氧结合产生热量,迸发出光亮。
2002年1月15日,英国皇家学会在其学术杂志《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电的文章。这些文章包括3种球状闪电成因理论。
第一种理论认为,球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量。在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的;第二种理论认为,球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量。在该理论中,灰尘中的自然微粒,像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,就发出了光和热;第三种理论认为,球状闪电是由金属纳米粒子链构成,其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的。在这个理论中,普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球。