تمكن الفيزيائيون الأمريكيون والأوروبيون من الإجابة على السؤال الذي طال أمده حول ما الذي يسبب بالضبط صاعقة البرق في السحب.
للقيام بذلك ، استخدموا مصفوفة LOFAR منخفضة التردد ، والتي تتكون من آلاف التلسكوبات الراديوية الصغيرة ، والتي كانت مخصصة في الأصل للرصد الفلكي والتي طورها مهندسون هولنديون.
قال بريان هير ، باحث البرق بجامعة جرونينجن بهولندا ، وأحد مؤلفي المقال الجديد . من الصعب جدًا دراسة عملية تكوين البرق بصريًا ، نظرًا لأن السحب الرعدية غير شفافة. منحت بالونات وصواريخ الأرصاد الجوية العلماء مؤخرًا فرصة لدراسة الأجزاء الداخلية للسحب ، لكن وجودها داخل الغيوم يشوه البيانات ، مما يؤدي بشكل مصطنع إلى خلق شرارات لم تكن لتظهر بشكل طبيعي.
الآن أصبحت أدوات علماء الفلك الراديوي لمساعدة الباحثين. صُممت مصفوفة التلسكوب الراديوي LOFAR في الأصل لدراسة المجرات البعيدة والنجوم المتفجرة ، ولكن اتضح أنها رائعة لدراسة برق الأرض أيضًا.
أثناء التصوير ، اتضح أن البرق المتجسد قبل ظهوره يولد ملايين النبضات الراديوية العشوائية ، لكن جميعها تقريبًا تأتي من منطقة صغيرة بعمق 70 مترًا داخل السحب الرعدية.
كانت إحدى النظريات أن الصواعق يمكن أن تنجم عن الأشعة الكونية – وهي جسيمات عالية الطاقة من الفضاء تصطدم بالإلكترونات داخل السحابة ، وبالتالي تسبب الانهيارات الإلكترونية التي تضخم الحقول الكهربائية.
تمكن الباحثون الآن من تأكيد نظرية مفادها أن كل شيء يبدأ بمجموعات من بلورات الجليد داخل سحابة. تسمح الاصطدامات المضطربة بين البلورات بالتخلص من بعض الإلكترونات ، في حين أن أحد طرفي كل بلورة جليدية يصبح موجب الشحنة ، والآخر – سالبًا. تؤدي مسارات الهواء المتأين إلى ظهور اللافتات ، والتي يتضح في النهاية أن إحداها ساخنة وموصلة بدرجة كافية لتتحول إلى قائد – قناة في الغلاف الجوي يمكن أن ينتقل من خلالها صاعقة قوية كاملة.
يتوافق الدور الرئيسي لبلورات الجليد في هذه العمليات مع الاستنتاج الأخير بأن نشاط البرق على الكوكب انخفض بأكثر من 10٪ خلال الأشهر الثلاثة الأولى من جائحة كوفيد -19. يعزو الباحثون هذا الانخفاض إلى انخفاض كمية الملوثات في الهواء ، وبالتالي إلى انخفاض في عدد المناطق التي يمكن أن تتشكل فيها بلورات الجليد.
