Varför är blixten blixtformad?

Varje sekund slår ungefär 100 blixtar ner världen om. Blixtar kan innehålla upp till en miljard volt och rör sig i segment om cirka 50 meter vardera från molnen ner till marken. Men varför är blixtarna egentligen sicksackformade? En ny studie presenterar nu ett svar. 

– Det finns en del läroböcker om blixtar, men ingen förklarar hur sicksackformen uppstår, varför den elektriskt ledande kolumnen som binder samman blixtens olika steg förblir mörk eller hur blixtar kan färdas flera kilometer, säger John Lowke, som ligger bakom studien och är professor vid University of South Australia, i ett pressmeddelande. 

Syremolekyler står för förklaringen

En blixt urladdas stegvis från ett elektriskt laddat moln tills den är tillräckligt nära marken. Då möts den del som rör sig genom molnen – förurladdningen – med en del från marken – fångurladdningen – och blixten slår ner. Förloppet är så snabbt att ögat inte hinner särskilja de olika delarna. 

Den nya studien ger sig på att besvara varför blixten rör sig stegvis och vad de mörka segment om flera mikrosekunder mellan varje steg beror på – svaret ligger i syremolekylerna i luften. 

Enligt studien uppstår blixten när elektroner krockar med syremolekyler med tillräckligt hög energi och bildar metastabila typer av singlettsyre – en reaktiv form av syre med högre energi än vanligt syre. Molekylerna joniseras och elektronerna som lösgjorts bildar ett delsteg som är mycket elektrisk ledande. Delsteget är initialt lysande och påverkar det elektriska fältet vilket ökar spänningen vid slutet av steget, vilket i sin tur möjliggör nästa delsteg. 

Beräkningarna utgår från en sfär av laddade hagelpartiklar om 50 centimeter som ursprung till blixten. De metastabila syremolekylerna producerar då, via lösgjorda elektroner, en ledande cylinder om tio meter som motsvarar blixtens första steg. 

Även om blixten sällan träffar människor direkt så finns det behov av att utveckla skyddet mot blixtar enligt John Lowke. Han lyfter fram både det skiftande klimatet och teknikutveckling inom flygindustrin som exempel.

– Att förbättra blixtskydd är viktigt nu på grund av de mer extrema väderhändelserna som kommer med klimatförändringarna. Vidare, även om utvecklingen av miljövänliga kompositmaterial i flygplan förbättrar bränsleeffektiviteten så ökar dessa material avsevärt risken för skador från blixtnedslag. Vi måste titta på ytterligare skyddsåtgärder, säger han i pressmeddelandet.