揭開馬拉開波湖的閃電之謎

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

晏成和

談到了自然雷電,又談了地滾雷,梁光河先生提到了馬拉開波湖的閃電之謎。在下孤陋,不曾閱聞,一查資料眼界大開。

神秘的馬拉開波湖閃電在世界上是獨(dú)一無二的現(xiàn)象,也叫做卡塔通博閃電。這種自然現(xiàn)象發(fā)生在委內(nèi)瑞拉的馬拉開波湖和卡塔通博河交匯處的孔古米拉爾多村附近。這種由雷云堆積形成的閃電每年中約有140至160個(gè)晚上都會(huì)發(fā)生,并且閃電形成的電弧可以達(dá)到5千米長(zhǎng),可視距離遠(yuǎn)至400千米。而且閃電持續(xù)的時(shí)間有的超過10個(gè)小時(shí),其平均每小時(shí)會(huì)發(fā)生280次閃電!

卡塔通博閃電這個(gè)名詞,最早由安第斯大學(xué)的安德魯·扎夫羅斯特教授提出來的,在各界科研機(jī)構(gòu)的資助下,安德魯教授先后三次率研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查,但三次結(jié)論卻都不一樣:第一次教授認(rèn)定是馬拉開波湖的沼澤地下有地震源,因此觸發(fā)閃電;第二次認(rèn)為是海洋冷氣流與安第斯山脈暖流產(chǎn)生碰撞;第三次團(tuán)隊(duì)一致認(rèn)定是馬拉開波湖床巖石的鈾成分引起頻繁的雷電。

面對(duì)奇特的自然奇觀,科學(xué)界組織了多次系統(tǒng)調(diào)查:認(rèn)為從安第斯山脈飄過來的云,由于相互沖撞而產(chǎn)生了暴風(fēng)雨和閃電;此外,還有馬拉開波湖沼澤中有許多有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生了大量沼氣,放射性巖石鈾,地震等等。還是沒有找到卡塔通博閃電真正的原因。

這也難怪,當(dāng)今科學(xué)界連常見的雷電電荷來源都一無所知,只是沿襲早年的摩擦生電,對(duì)地滾雷的原因啞口無言,更是難以回答卡塔通博閃電的原因。

有人看到,馬拉開波湖周圍有著極其豐富的石油資源,號(hào)稱世界石油之都。猜想:馬拉開波湖閃電與石油、與甲烷、乙烷氣體有關(guān),已經(jīng)有點(diǎn)靠譜,可是又難以自圓其說,世界之謎在俯視著人類的智慧。在此,先來簡(jiǎn)要地回顧我博客對(duì)普通雷電的解讀,再來回答馬拉開波湖的閃電之謎。

在拙文《雷電是哪里來的?》介紹了大地的電荷(電子)常常被斥擠到地表。斥擠到地表的電荷由地面的植物、水面?zhèn)鲙У酱髿庵,于是森林、原野總是充斥著大量的?fù)電荷(負(fù)離子)。因?yàn)樵诖髿庵,水蒸氣的分子較大;核外電子數(shù)少,導(dǎo)致每個(gè)水蒸氣分子都有吸納額外電子趨勢(shì)。于是,大氣中游離的電子總是被水蒸氣吸引、吸納。

水蒸氣把蘊(yùn)含的附加電荷也隨身帶到了高空。在高空遇到低溫,水蒸氣凝結(jié),形成由氣體到液體的相變。水蒸氣早期的加入成分——多出的電子被排擠出來,形成游離在云層中的電荷,聚集成為云層里的高電壓。高壓電荷擊回到大地,形成壯觀的雷電。

在《地滾雷之謎》中談到自然界還有烷氣,如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷氣體分子也符合體積較大、價(jià)電子數(shù)少的特征,也能吸納大氣中游離的電子。

高寒中,丙烷氣凝結(jié),吸納在其間大量的多出電子沒有了藏身之地,擠在正在凝結(jié)的氣體周圍,密集環(huán)繞的電子形成的高電壓、使電子振動(dòng)發(fā)光,形成了在陰暗天空閃著亮光的火球;凝結(jié)使其比重加大,從天空落下,在房頂、地面滾動(dòng),這就是神秘恐怖的地滾雷。

馬拉開波湖的閃電之謎,謎就謎在油田,地形。

馬拉開波湖三面環(huán)山,而且都是2-5千米的高山,只有北邊出?谝苍诟呱降钠帘蜗鹿樟艘粋(gè)彎。在環(huán)山包圍、阻隔之下,湖區(qū)域形成封閉的自循環(huán)小氣候,氣體物質(zhì)很難與外界交流。

湖區(qū)周邊是一個(gè)富集的大油田,聚集了大量的油田氣,主要是乙丙丁烷氣。這些烷氣正好符合核心較大,價(jià)電子少的特征,更能夠吸納湖區(qū)周邊游離電子,到5000米高空遇冷,烷氣相變,形成液態(tài)的丙烷雨,其加入的電子被擠出來,形成高電壓環(huán)繞在烷雨周圍,烷雨下落到離地面或山體附近數(shù)百米向大地放電,放電后電位降低。上部高電位的烷雨繼續(xù)向下部低電位的烷雨放電,于是形成了由上至下壯觀的放電瀑布。因?yàn)榉烹婇_始之后形成的電光瀑布是接力放電,所以閃電形成的電弧是分段、接力的,才可以達(dá)到5千米長(zhǎng),同時(shí)沖擊不大、不像平常雷電那么震響。

烷雨下降幾千米落到溫度較高的地域又開始汽化,形成氣體上升,所以烷氣只是形成閃電,不大下雨。溫度升高烷雨又氣化,吸納電荷形成新的循環(huán)。所以閃電持續(xù)的時(shí)間有的超過10個(gè)小時(shí),每小時(shí)會(huì)發(fā)生280次閃電!

若干年后,馬拉開波湖的石油開采完了,石油氣沒有了,神秘的自然奇觀:卡塔通博閃電就會(huì)消失。


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