付麗麗

神出鬼沒的球狀閃電

球狀閃電俗稱“滾地雷”，它們五顏六色、神秘莫測，科學家至今沒有搞清楚它們產(chǎn)生的原理，因而也無法預知其何時會出現(xiàn)。

雖然聽上去玄乎其玄，但球狀閃電是一種真實存在的物理現(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數(shù)秒，有時甚至能達到1至2分鐘，并呈現(xiàn)出橙色、紅色、黃色、紫色、藍色、亮白色、幽綠色的光環(huán)。

由于球狀閃電非常稀少，所以很難被觀測到，對球狀閃電的描述記錄往往來自偶然與之遭遇的目擊者。它們有時是靜止的，但通常會水平移動，在現(xiàn)身一段時間后，往往會以突然爆炸或安靜消失的形式退場，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。當時，英國圣潘克拉斯教堂正在舉行禮拜儀式，突然一個直徑約2.3米的大火球穿墻而入，在教堂中亂竄，破壞了窗戶玻璃和桌椅板凳，并導致4人死亡、60人負傷。

2012年，蘭州西北師范大學的研究人員在雷暴天氣中繪制輻射地圖時，他們的光譜設(shè)備意外捕捉到一次球狀閃電——只見一個直徑約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。這也被認為是球狀閃電在自然界中首次被科學記錄。

形成原因莫衷一是

球狀閃電來無影去無蹤，毫無規(guī)律可循，要見到它得靠“運氣”，再加上人類對大自然的認知水平有限，所以它到底來自何處，科學家很難給出合理的解釋。

球狀閃電

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

1998年，一位西班牙物理學家則認為，球狀閃電很可能是常規(guī)閃電中被磁場約束了的發(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，兩位新西蘭科學家提出，當一般的枝狀閃電擊中土壤時，土壤中的礦物質(zhì)會轉(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，會在閃電的能量作用下蒸發(fā)進入大氣。進人大氣的含硅顆粒會首先連接成鏈，然后組成能隨氣流運動的球狀細絲網(wǎng)，該球狀細絲網(wǎng)中的顆粒具有很高活性，會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研究人員，識別出了構(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，因而他們也認為球狀閃電是由于普通閃電與地面相互撞擊而引發(fā)——當閃電擊中土壤或巖石時，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，得到相對純凈的硅蒸氣，球形的硅蒸氣會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，英國皇家學會在學術(shù)雜志《哲學學報》?？习l(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。

第一種理論認為，球狀閃電是由含有水合離子的小水滴組成的，它通過離子反應來釋放能量。在這個理論中，球狀閃電是一個包含等離子體的電化學結(jié)構(gòu)，由溫度、壓力、電磁場和重力場的微妙平衡來維持。

第二種理論認為，球狀閃電由聚合體細絲纏繞而成，通過表面放電來釋放能量。在該理論中，灰塵中的自然微粒，例如來源于纖維素、煤煙或硅土中的微粒都能形成細絲狀結(jié)構(gòu)，這些細絲聚合起來就形成了一個高度充電的球體，當它表面放電時，會發(fā)出光和熱。

第三種理論認為，球狀閃電由金屬納米粒子鏈構(gòu)成，其能量通過金屬納米粒子的表面氧化來進行釋放。在這個理論中，普通的閃電能導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濃縮成一個網(wǎng)狀的金屬納米粒子球，也就是球狀閃電。

可見，學界并未對球狀閃電的成因形成共識。

危害極大且防范困難

對于球狀閃電的來源，雖然目前尚未有統(tǒng)一的科學定論，但它的極大危害卻是誰也無法反駁的。

要知道，常規(guī)樹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中流動自如;它們能穿過煙囪進入室內(nèi)，也可以在導線上滑動或懸停;它們有時會無聲消失，有時又會因為碰到障礙物而爆炸。幾乎沒有它們?nèi)ゲ坏降牡胤健?/p>

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

期待有一天，危險的球狀閃電所蘊含的謎團能被不斷騰飛的科學技術(shù)徹底揭開，畢竟誰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《科技日報》