付麗麗

神出鬼沒(méi)的球狀閃電

球狀閃電俗稱(chēng)“滾地雷”，它們五顏六色、神秘莫測(cè)，科學(xué)家至今沒(méi)有搞清楚它們產(chǎn)生的原理，因而也無(wú)法預(yù)知其何時(shí)會(huì)出現(xiàn)。

雖然聽(tīng)上去玄乎其玄，但球狀閃電是一種真實(shí)存在的物理現(xiàn)象。它們通常在雷暴天氣出現(xiàn)，十分明亮，直徑15-40厘米不等。一般的閃電轉(zhuǎn)瞬即逝，肉眼很難記清它的一枝一節(jié);但球狀閃電卻通常能維持?jǐn)?shù)秒，有時(shí)甚至能達(dá)到1至2分鐘，并呈現(xiàn)出橙色、紅色、黃色、紫色、藍(lán)色、亮白色、幽綠色的光環(huán)。

由于球狀閃電非常稀少，所以很難被觀測(cè)到，對(duì)球狀閃電的描述記錄往往來(lái)自偶然與之遭遇的目擊者。它們有時(shí)是靜止的，但通常會(huì)水平移動(dòng)，在現(xiàn)身一段時(shí)間后，往往會(huì)以突然爆炸或安靜消失的形式退場(chǎng)，并在空氣中留下燒焦的臭味。

最早關(guān)于球狀閃電的記載，出現(xiàn)在1638年。當(dāng)時(shí)，英國(guó)圣潘克拉斯教堂正在舉行禮拜儀式，突然一個(gè)直徑約2.3米的大火球穿墻而入，在教堂中亂竄，破壞了窗戶(hù)玻璃和桌椅板凳，并導(dǎo)致4人死亡、60人負(fù)傷。

2012年，蘭州西北師范大學(xué)的研究人員在雷暴天氣中繪制輻射地圖時(shí)，他們的光譜設(shè)備意外捕捉到一次球狀閃電——只見(jiàn)一個(gè)直徑約5米的大光球緩緩從地面升起，在地面極速穿梭了15米，便消失不見(jiàn)。這也被認(rèn)為是球狀閃電在自然界中首次被科學(xué)記錄。

形成原因莫衷一是

球狀閃電來(lái)無(wú)影去無(wú)蹤，毫無(wú)規(guī)律可循，要見(jiàn)到它得靠“運(yùn)氣”，再加上人類(lèi)對(duì)大自然的認(rèn)知水平有限，所以它到底來(lái)自何處，科學(xué)家很難給出合理的解釋。

球狀閃電

1955年，前蘇聯(lián)物理學(xué)家認(rèn)為，球狀閃電是雷暴中產(chǎn)生的電磁干擾效應(yīng)引起的。

1998年，一位西班牙物理學(xué)家則認(rèn)為，球狀閃電很可能是常規(guī)閃電中被磁場(chǎng)約束了的發(fā)光等離子體。因而球狀閃電大部分較冷，但沿磁力線方向的局部溫度則極高，這就是為什么它們并不發(fā)熱，且接觸到物體后往往容易著火。

2000年，兩位新西蘭科學(xué)家提出，當(dāng)一般的枝狀閃電擊中土壤時(shí)，土壤中的礦物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)換成納米純硅和硅化合物顆粒。這些尺寸不足十分之一微米的微型顆粒，會(huì)在閃電的能量作用下蒸發(fā)進(jìn)入大氣。進(jìn)人大氣的含硅顆粒會(huì)首先連接成鏈，然后組成能隨氣流運(yùn)動(dòng)的球狀細(xì)絲網(wǎng)，該球狀細(xì)絲網(wǎng)中的顆粒具有很高活性，會(huì)在特定條件下緩慢燃燒，并釋放出光和熱而形成所謂球狀閃電。

世界各地出現(xiàn)的球狀閃電

世界各地出現(xiàn)的球狀閃電

曾使用光譜設(shè)備“抓住”球狀閃電的蘭州西北師范大學(xué)研究人員，識(shí)別出了構(gòu)成球狀閃電的主要元素。他們發(fā)現(xiàn)球狀閃電中包含鐵、硅、鈣，其成分與土壤的主要成分相同，因而他們也認(rèn)為球狀閃電是由于普通閃電與地面相互撞擊而引發(fā)——當(dāng)閃電擊中土壤或巖石時(shí)，閃電的能量瞬間蒸發(fā)土壤中的二氧化硅，再以某種方法將氧氣從二氧化硅中分離出去，得到相對(duì)純凈的硅蒸氣，球形的硅蒸氣會(huì)再次與空氣中的氧結(jié)合產(chǎn)生熱量，迸發(fā)出光亮，形成球狀閃電。

2002年，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)在學(xué)術(shù)雜志《哲學(xué)學(xué)報(bào)》專(zhuān)刊上發(fā)表了一組有關(guān)球狀閃電的文章，提出了三種理論，解釋球狀閃電成因。

第一種理論認(rèn)為，球狀閃電是由含有水合離子的小水滴組成的，它通過(guò)離子反應(yīng)來(lái)釋放能量。在這個(gè)理論中，球狀閃電是一個(gè)包含等離子體的電化學(xué)結(jié)構(gòu)，由溫度、壓力、電磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的微妙平衡來(lái)維持。

第二種理論認(rèn)為，球狀閃電由聚合體細(xì)絲纏繞而成，通過(guò)表面放電來(lái)釋放能量。在該理論中，灰塵中的自然微粒，例如來(lái)源于纖維素、煤煙或硅土中的微粒都能形成細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，這些細(xì)絲聚合起來(lái)就形成了一個(gè)高度充電的球體，當(dāng)它表面放電時(shí)，會(huì)發(fā)出光和熱。

第三種理論認(rèn)為，球狀閃電由金屬納米粒子鏈構(gòu)成，其能量通過(guò)金屬納米粒子的表面氧化來(lái)進(jìn)行釋放。在這個(gè)理論中，普通的閃電能導(dǎo)致土壤或木材這樣的物質(zhì)釋放金屬蒸氣，這種帶電的金屬蒸氣會(huì)濃縮成一個(gè)網(wǎng)狀的金屬納米粒子球，也就是球狀閃電。

可見(jiàn)，學(xué)界并未對(duì)球狀閃電的成因形成共識(shí)。

危害極大且防范困難

對(duì)于球狀閃電的來(lái)源，雖然目前尚未有統(tǒng)一的科學(xué)定論，但它的極大危害卻是誰(shuí)也無(wú)法反駁的。

要知道，常規(guī)樹(shù)枝狀閃電只能維持幾十微妙，但球狀閃電卻能持續(xù)存在數(shù)秒或幾分鐘，它們可以隨氣流起伏，也可以在帶電的空氣團(tuán)中流動(dòng)自如;它們能穿過(guò)煙囪進(jìn)入室內(nèi)，也可以在導(dǎo)線上滑動(dòng)或懸停;它們有時(shí)會(huì)無(wú)聲消失，有時(shí)又會(huì)因?yàn)榕龅秸系K物而爆炸。幾乎沒(méi)有它們?nèi)ゲ坏降牡胤健?/p>

那么究竟該如何防范球狀閃電呢？科學(xué)家表示，雖然球狀閃電是雷暴天氣時(shí)大氣集中放電的一種現(xiàn)象，但與一般的枝狀閃電相比，它的形狀更為獨(dú)立，移動(dòng)更為特殊和不規(guī)則，因此防范起來(lái)有很大的困難。所以人們要做的是，在雷電天氣注意做好自身防護(hù)，不要停留在空曠地帶，盡量不要開(kāi)車(chē)和接打電話，身處室內(nèi)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉門(mén)窗、電源，遠(yuǎn)離無(wú)防雷措施的建筑物。

期待有一天，危險(xiǎn)的球狀閃電所蘊(yùn)含的謎團(tuán)能被不斷騰飛的科學(xué)技術(shù)徹底揭開(kāi)，畢竟誰(shuí)也不想吃著火鍋唱著歌，突然就莫名其妙被大火球給吞了?。?/p>

梁衍軍薦自《科技日?qǐng)?bào)》