Otsing sellest blogist

UUS!!!

Palumetsad

Blogi, mis räägib kõigest, mis on Leonhardile oluline ja/või huvitav. Kommenteerige, tellige, lugege, nautige ja õppige. Palumets  on pohla ...

esmaspäev, 14. oktoober 2019

Meile nähtamatu maailm: Keravälk

Kuigi keravälku on võimalik teaduslikult seletada, siis alati ei ole võimalik keravälku teaduslikult seletada.
Keravälk võib mõni kord käituda väga mõistatuslikult. Näiteks ükskord nähti, et keravälk veereb üle lapse, kuid pärast keravälgu üle lapse veeremist, polnud lapsel ühtegi põletusmärki.
Keravälgud tekivad tavaliselt, siis kui õues on torm. Sellisel juhul langevad keravälgud taevast.
Kuid mõnikord võib keravälk tekkida ka iseenesest, ilma arusaadava põhjuseta.
Keravälgu liikumine:
Alguses langeb keravälk taevast alla. Pärast alla langemist hakkab keravälk samas kohas, kuhu ta alla langes, hõljuma.
Keravälk:
   Keravälk esineb enamasti koos tavalise äikesetormiga ning üsna sageli nähakse teda just pärast äikeselööki maapinna kohal hõljumas. On olnud ka tähelepanekuid, kus keravälk on justkui pilvedest alla langenud. Keskmine keravälk on ümmargune, läbimõõduga umbes 20 cm. Üldiselt helendab samamoodi, nagu üks tavaline sajavatine elektripirn, kusjuures ta värvuste skaala varieerub punasest kollaseni. Välgu eluiga ei ole kuigi pikk – keskmiselt umbes 6 sekundiga ta kas haihtub vaikselt või siis kaob plahvatuslikult. Oma eluea jooksul võib keravälk ka liikuda ning seda mitte eriti kiirelt. Suhteliselt harva on märgatud ta kerkimist kõrgemale, enamasti liigub ikka muudes suundades. Mõnikord on isegi täheldatud, et keravälk on suuteline põrkuma maapinnalt nagu kerge õhupall. Keravälk on ilmselt ka üsna kõrge temperatuuriga, tekitades mingit sisisevat heli ja erilist teravat lõhna oma läheduses. Üsna sageli on täheldatud välgu külgetõmmet metallesemete poole. Kõige omapärasem on aga keravälgu võime tungida tuppa läbi kitsaste aknapragude või korstna kaudu. Tundub, et keravälke on lausa mitut sorti.
   Kõik need imepärased omadused on sünnitanud hulgaliselt erinevaid teooriaid, millede abil on püütud seletada keravälgu fenomeni. Üldjoontes võib kõik need teooriad jagada kahte suurde rühma. Ühed väidavad, et välk saab energiat tema enda sisemusest. Teiste arvates tuleb energia väljastpoolt. Esimesse rühma kuuluksid teooriad, mis peavad keravälku seotuks kas ülikuuma õhu, mõne muu gaasi tasase põlemisega või ülitiheda plasmaga. Teised teooriad väidavad näiteks seda, et äikesetormi ajal valitsevad ülitugevad elektriväljad võivad koondada kosmilisi osakesi, mis omakorda ergastavad õhus leiduvaid gaase. Kõnealused teooriad võiksid mõningatel juhtudel seletada ühte või teist keravälgu omadust, kuid ometi jäävad nad hätta, kui arvesse võtta kõik keravälguga kaasnevad omadused. Ühed usinamad on olnud plasmafüüsikud ja seda eriti Venemaal, kus mitmetes uurimisasutustes on püütud keravälku esile kutsuda eksperimentaalselt. Tihtipeale ongi saadud keravälku meenutavaid plasmamoodustisi, kuid ilmselt on sarnasus siiski vaid väline.
   Abrahamsoni ja Dinnissi teooria
   Uus-Meremaa teadlased hakkasid uurima protsesse, mis tekivad siis, kui välk lööb pinnasesse. Tavaline muld koosneb ju suurel määral süsiniku ning räni ühenditest. Räni on aga pooljuhtmaterjal, mida kasutatakse nüüdisaja elektroonikas. Kõrgetel temperatuuridel on keemiliselt võimalik eraldada ka puhast räni, kuid selleks on vaja täita mõningad tingimused. Esiteks peab temperatuur ulatuma vähemalt 3300 kraadini ning teiseks peab süsiniku kontsentratsioon keskkonnas ületama räni oma vähemalt kaks korda. Sellised kõrged temperatuurid pole välgulöögi puhul sugugi haruldased ning ka vastava koostisega pinnast võib paljudes kohtades leida. Järelikult on tõesti võimalik, et välgulöögi tagajärjel tekib keemiline reaktsioon, mille tulemuseks on puhta räni moodustumine. Puhas räni aga aurustub silmapilkselt ning samas hakkab ta ka kohe ülikiirelt jahtuma.
   Mis siis edasi saab? Et sellele küsimusele vastata, tekitasid Abrahamson ja Dinniss oma laboris miniatuurse välgulöögi – umbes 20kilovoldise pingega "välgunool" tabas alusele asetatud pinnaseproovi. Sellest piisas, et tekitada puhast räni. Aurustunud räni koguti klaasfiibrile ning saadud näidiseid uuriti elektronmikroskoobiga. Ilmnes üllatav tõsiasi: aurustunud ning kiirelt mahajahtunud räni moodustas nanoosakeste pikki kette. Nende "kettide" läbimõõt oli vaid 100 nanomeetrit, kuid pikkus küündis kümnete mikromeetriteni. Kahjuks ei märganud teadlased mingit helendust ja kui suurendati välgulöögi võimsust, oli tulemuseks vaid pinnaseproovi plahvatuslik laialipaiskumine. Ometi arvavad Abrahamson ja Dinniss, et keravälgu moodustavad just sellised räni nanoosakestest koosnevad ketid. Ilmselt on teatud tingimustel võimalik, et ketid kasvavad pikemaks ning kaarduvad selliselt, et oleks võimalik pallikujulise moodustise teke. Ka keravälgu helendust on siis lihtne seletada, sest puhas räni hakkab teatavasti kõrgetel temperatuuridel kiirelt oksüdeeruma ehk maakeeli lihtsalt põlema. Iga nanoosake kattub ränidioksiidi kihiga, mis takistab hapniku ligipääsu puhtale ränile. Seetõttu võib muidu nii kiire põlemine pidurduda ja kesta ka kümneid sekundeid. Selline nanoosakeste kogum võib tõesti olla suhteliselt elastne ning mõjuda täispuhutud õhupallina. Tänu nanoosakeste väikesele massile on kogu pall üsna kerge ning suudab vabalt maapinna kohal hõljuda. Isegi keravälgu aknapragudest läbiimbumine on selle mudeli järgi mõistetav.