Αστραπές – κεραυνοί – βροντές

«Επιμένω πως ένα καμπαναριό εκκλησίας με αλεξικέραυνο στην κορυφή, δείχνει έλλειψη αυτοπεποίθησης».
Νταγκ Μακλέοντ

Το φυσικό φαινόμενο του κεραυνού

Ο κεραυνός θεωρείτο από αρχαιοτάτων χρόνων θεϊκό μήνυμα για τιμωρία ή έπαινο των ανθρώπων. Βέβαια, οι άνθρωποι δεν γνώριζαν στις προεπιστημονικές εποχές ότι κεραυνοί παρατηρούνται και στους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος που δεν κατοικούνται μεν από ανθρώπους, αλλά διαθέτουν ατμόσφαιρα, π.χ. στον Κρόνο, όπως έδειξαν οι μετρήσεις των διαστημοπλοίων που πλησίασαν αυτόν τον πλανήτη.Κεραυνοί στα ανοικτά της Ικαρίας, λήψη με ανοικτό διάφραγμα.Αυτή η γνώση από μόνη της, αν ήταν διαθέσιμη παλαιότερα, θα αποθάρρυνε το συσχετισμό ενός φυσικού φαινομένου με την ανθρώπινη συμπεριφορά.
Διαπιστώνουμε, με αυτή την ευκαιρία, πώς η επιστημονική γνώση υποκαθιστά και ακυρώνει μεταφυσικές ερμηνείες και αντιλήψεις για συνηθισμένα φυσικά φαινόμενα! Αυτή η διαδικασία ανατροπής κατεστημένων αντιλήψεων με την κατάκτηση επιστημονικών γνώσεων επαναλαμβάνεται διαρκώς από την εποχή της Αναγέννησης μέχρι των ημερών μας.Στην αρχαία ελληνική μυθολογία κατασκεύαζε τους κεραυνούς ο Ήφαιστος στην Αίτνα και τους έριχνε ο Δίας από τον Όλυμπο (Ησιόδου «Θεογονία»).
Αρκετά νωρίς άρχισαν όμως οι φιλόσοφοι να ξεφεύγουν από τις θεοκρατικές αντιλήψεις και να συσχετίζουν τον κεραυνό με τη νέφωση. Οι μαθητές του Θαλή, Αναξίμανδρος και Αναξιμένης (6ος αιώνας π.Χ.) έδωσαν μάλλον την πρώτη φυσική εξήγηση για το φαινόμενο του κεραυνού! Θεωρούσαν ότι αιτία του κεραυνού ήταν ο άνεμος. Η πίεση του αέρα στα σύννεφα οδηγούσε σε τριβές, οι οποίες δημιουργούσαν (χωρίς θεϊκή παρέμβαση) τη λάμψη και τη βροντή. Ο Αναξαγόρας (5ος αιώνας π.Χ.) έδωσε μία διαφορετική, αλλά επίσης φυσική εξήγηση για τον κεραυνό!Ο Λεύκιππος και ο Δημόκριτος θεωρούσαν ότι οι κεραυνοί κρύβονται από τη φύση στα σύννεφα και διαφεύγουν προς τη Γη με διάφορες αφορμές.

Στην κωμωδία του Αριστοφάνη «Νεφέλες» εξηγεί ο Σωκράτης στο μαθητή του Στρεψιάδη ότι ο κεραυνός αποτελεί «στεγνό αέρα» που είναι συμπιεσμένος στα σύννεφα. Ο μαθητής του Αριστοτέλη Θεόφραστος (3ος αιώνας π.Χ.) δίνει επτά αίτια για τη βροντή και ανάλογα για την αστραπή.Στη μυθολογία των σκανδιναβικών λαών ελέγχει ο θεός Donar (=βροντή) τα μετεωρολογικά φαινόμενα, ιδιαίτερα την αστραπή και τη βροντή! Σύμφωνα δε με τη μυθολογία των Κελτών και των Γερμανών οι καταιγίδες, οι βροντές και οι αστραπές προέρχονται από το διαρκή αγώνα του θεού Θωρ κατά των εχθρών του ανθρώπου.Οι πρόδρομοι των Ρωμαίων στην Ιταλία, οι Ετρούσκοι, είχαν μελετήσει λεπτομερώς το θέμα των κεραυνών και είχαν υποδιαιρέσει τον ουρανό σε 16 τομείς. Ανάλογα από ποιον τομέα ερχόταν και σε ποια κατεύθυνση έπεφτε ο κεραυνός, είχε διαφορετική σημασία για την ερμηνεία των μελλοντικών γεγονότων. Η εντύπωση των Ετρούσκων ότι κατά την εξέλιξη των κεραυνών έπεφταν στη Γη ογκώδεις λίθοι, διατηρήθηκε στη λαϊκή πίστη μέχρι το τέλος του Μεσαίωνα.
Οι Ρωμαίοι υιοθέτησαν τις ελληνικές απόψεις για τα μετεωρολογικά φαινόμενα, προσαρμόζοντας μόνο τα ονόματα των θεών. Τα αντικείμενα που είχαν κτυπηθεί από κεραυνό ανήκαν στην ιδιοκτησία του Jupiter, ενώ όσοι πέθαιναν από κτύπημα κεραυνού θεωρούνταν ευνοημένοι των θεών! Στην αντίληψη των Ίνκας (13ος-16ος αιώνας μ.Χ.) η βροντή και η αστραπή ήταν παιδιά του ήλιου και της σελήνης και ελέγχονταν από τον παντοδύναμο βασιλιά, ο οποίος ήταν και ο ίδιος θεός.
Με την επιβολή του χριστιανισμού παραμερίζονται οι ελληνικές φυσιοκρατικές ερμηνείες για τον κεραυνό και επανέρχονται οι θεοκρατικές. Σύμφωνα λοιπόν με τη χριστιανική αντίληψη, ο κεραυνός αποτελεί τη φωνή του θεού (Ιωάννης 12,19)! Στην ύστερη Αρχαιότητα και στο Μεσαίωνα οι κεραυνοί έπαιζαν σημαντικό ρόλο στην επιβεβαίωση ενεργειών αυτοκρατόρων, πατριαρχών και του πάπα, αλλά και στην πρόβλεψη του μέλλοντος. Στην Κων/πολη, όπου εκδηλώνονται συχνά καταιγίδες, καλούσε ο ιδρυτής της, αυτοκράτωρ Κων/νος τους οιωνοσκόπους να μελετήσουν τα εντόσθια ζώων που θυσιάζονταν επί τούτου, όταν έπεφταν αλλεπάλληλοι κεραυνοί!
Σε Νεαρές του Ιουστινιανού αναφέρεται ότι η ορθότητα του νόμου επικυρώθηκε από το θεό, επειδή κατά την υπογραφή της έπεσαν 1, 2 ή περισσότεροι κεραυνοί. Στα τέλη του 13ου αιώνα κυκλοφόρησε στο Βυζάντιο ένα αντιδυτικό πόνημα για να αποδείξει τις «αιρετικές» απόψεις των Φράγκων, στο οποίο εξηγείται ότι οι αστραπές και οι βροντές στον ουρανό προκύπτουν από «συγκρούσεις μεταξύ των αγγέλων στο πέταγμά τους» (Κ.Σιμόπουλος: Ξενοκρατία…) Στο μωαμεθανισμό πιστεύεται ότι ο Αλλάχ προκαλεί τριβή στα σύννεφα, από την οποία προκύπτουν τα μετεωρολογικά φαινόμενα και μαζί τους ο κεραυνός (Κοράνι 24, 43).
Μετά την ανακάλυψη της ηλεκτρικής φύσης του κεραυνού κατά το 18ο αιώνα, παραμερίστηκαν όλες αυτές οι θεοκρατικές ερμηνείες, αποσιωπήθηκαν ή ξεχάστηκαν τα θρησκευτικά κείμενα που αναφέρονται σε κεραυνούς, διασκεδάστηκαν οι παλαιές αντιλήψεις και τοποθετήθηκε σταδιακά από ένα αλεξικέραυνο σε όλους τους ναούς και όλα τα τεμένη, που είναι κατά κανόνα τα υψηλότερα κτήρια στις μικρές και μεσαίες πόλεις και πλήττονται συχνά από κεραυνούς! Παρ” όλα αυτά, στη λαϊκή γλώσσα έχουν διατηρηθεί αντιλήψεις, ευχές και κατάρες που σχετίζονται με τη θεϊκή ή δαιμονική προέλευση του κεραυνού!Η εκδήλωση του κεραυνού είναι συνέπεια της δημιουργίας υψηλής διαφοράς δυναμικού μεταξύ του εδάφους και νέφους καταιγίδας που συχνά φτάνει την τιμή μερικών εκατομμυρίων βολτ (MV).
Η δημιουργούμενη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ξεπερνά την οριακή τιμή αντοχής του υλικού (εδώ ατμοσφαιρικός αέρας με συγκεκριμένη υγρασία, θερμοκρασία και πίεση) και το μονωτικό αποκτά αγώγιμες διαδρομές. Το ρεύμα που διοχετεύεται για μερικά χιλιοστά ή εκατοστά του δευτερολέπτου μπορεί να φτάσει σε ακραίες περιπτώσεις μέχρι την τιμή των 100 kA. Τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται ταυτόχρονα είναι πολύ ισχυρά και, λόγω της ραγδαίας χρονικής μεταβολής τους, προκαλούν εξ επαγωγής επίσης πολύ ισχυρές τάσεις σε γειτονικά δίκτυα, συσκευές και μεταλλικές εγκαταστάσεις που βρίσκονται στην ευρεία περιοχή, η οποία καλύπτεται από αυτό το μαγνητικό πεδίο. Παράλληλα διατρέχουν την ατμόσφαιρα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία διαχέονται σε αρκετά ευρεία περιοχή και προκαλούν ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές σε όργανα, συσκευές και μηχανές.
Αν και «πέφτουν» ετησίως στη Γη περί τα 25 εκατομμύρια κεραυνοί και η εξέλιξη κάθε κεραυνού σχετίζεται με ιδιαίτερα υψηλές τιμές των ηλεκτρομαγνητικών μεγεθών, δεν είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί αυτό το φυσικό φαινόμενο ενεργειακά επειδή, λόγω του πολύ μικρού χρόνου διάρκειάς του, παρέχεται κατά μέσο όρο ενέργεια που αντιστοιχεί περίπου σε 10 λίτρα πετρελαίου. Το κόστος αναπτύξεως και εγκαταστάσεως μιας μονάδας ενεργειακής αξιοποιήσεως κεραυνών θα ήταν γι” αυτό το λόγο δυσανάλογα υψηλό και δεν πρόκειται να αποσβεσθεί σε ικανό χρονικό διάστημα.
Δεν μένει λοιπόν παρά να θαυμάσουμε στις επόμενες σελίδες τις εντυπωσιακές εικόνες που δημιουργεί στον ουρανό αυτό το βίαιο φυσικό φαινόμενο. Σημειώνουμε εδώ ότι όλες οι φωτογραφίες που ακολουθούν, είναι έργο διαφόρων επαγγελματιών και ερασιτεχνών φωτογράφων και αξιοποιούνται εδώ αποκλειστικά για εκπαιδευτική χρήση.

****************

Αστραπή

Αστραπή, εκκένωση σε νέφος ή μεταξύ νεφών

Ο σπινθήρας αυτός δημιουργείται όταν η συσσώρευση στατικού ηλεκτρισμού υπερνικά τη φυσική αντίσταση που προβάλλει οΑτμοσφαιρικός αέρας στη δίοδο ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν ο αέρας είναι ξηρός τότε η αντίσταση αυτή είναι μεγάλη. Όταν όμως περιέχει υδροσταγόνες αναπτύσσεται τάση 10 εκατομμυρίων βολτ (Volt) που προκαλεί ηλεκτρική εκκένωση, δηλαδή δίοδο ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τον αέρα που συνοδεύεται από μια λάμψη, την αστραπή.
Στην Αγγλία οι αστραπές συμβαίνουν κατά τα 2/3 ανάμεσα σε διαφορετικά τμήματα του ίδιου του νέφους. Στην Νότια Αφρική η αναλογία αυτή είναι 9/10.
Στη πραγματικότητα οι αστραπές μεταξύ τους, ανεξάρτητα της μορφής που παρατηρούνται διχαλωτές ή διάχυτες δεν παρουσιάζουν καμία ουσιώδη διαφορά. Η διάχυτη αστραπή είναι απλά η διάχυτη λάμψη που παρατηρείται από μια διχαλωτή αστραπή που συγκαλείπτεται από τη βροχή ή το νέφος εντός του οποίου δημιουργείται.

Ενέργεια αστραπής – Παράγωγα

Η Αστραπή απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας της τάξεως των 10¹⁰ τζάουλ σε χρόνο λιγότερο από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Τα 3/4 της ενέργειας αυτής ξοδεύονται για τη θέρμανση του αέρα, που μεταβιβάζει το ρεύμα ως θερμοκρασία 15.000 βαθμών Κελσίου. Ο πυρακτωμένος αυτός αέρας (και όχι ο ηλεκτρισμός που τον θερμαίνει) είναι αυτό που λέγεται αστραπή. Η ξαφνική αυτή και έντονη θέρμανση κάνοντας τον αέρα να διαστέλλεται απότομα, δημιουργεί ένα κύμα κρούσης που ο ήχος του είναι η βροντή. Μια ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει πάνω από το σημείο ενός παρατηρητή ακούγεται ως ένας και μοναδικός εκκωφαντικός κρότος. Όταν όμως η εκκένωση αυτή γίνει μακριά ο ίδιος θόρυβος ακούγεται λίγο συνεχόμενος ως «μπουμπουνητό» που διαρκεί ίσως και κάποια δευτερόλεπτα, αυτό συμβαίνει διότι η βροντή ακούγεται από διάφορες αποστάσεις καθώς ανακλάται ο ήχος από τα νέφη, το έδαφος, τις εξάρσεις του και από τα κτίρια μέσα σε μία πόλη.
Οι αστραπές είναι ο κύριος τρόπος να παράγεται το όζον στην ατμόσφαιρα το οποίο, συσσωρευόμενο κυρίως σε στρώμα στο κατώτερο τμήμα της στρατόσφαιρας, φιλτράρει τηνυπεριώδη ακτινοβολία.

Λαογραφία

Στην ελληνική λαϊκή παράδοση η έννοια «αστραπόβροντο» έχει προέλευση από τους αρχαίους μύθους όπου ο Δίας είναι ο κυρίαρχος των κεραυνών της αστραπής και της βροντής. Με την καθιέρωση του Χριστιανισμού πέρασε στις λαϊκές δοξασίες ότι η αστραπή είναι η φωτιά που αφήνει πίσω του το άρμα του Προφήτη Ηλία καθώς διατρέχει τον ουρανό, ενώ η βροντή το κροτάλισμα των ποδιών των αλόγων που σύρουν το άρμα του. Κατ΄ άλλη παράδοση περισσότερο νησιώτικη οι αστραπές και οι βροντές είναι οι κανονιοβολισμοί που ρίχνει ο Αρχάγγελος Μιχαήλ κατά του Σατανά. Επίσης μια άλλη δημώδης έκφραση «αστραποκαμμένος» λέγεται όχι τόσο για την αστραπή όσο για το αστροπελέκι δηλαδή τον κεραυνό. Συνηθίζεται να λέγεται είτε ως κατάρα, είτε από οίκτο σε δυστυχισμένους ανθρώπους, ορφανούς κ.λπ., π.χ. «άχ φωτιοκαμμένε ή αστραποκαμμένε», ή «φωτιά να πέσει και να σε κάψει» κ.λπ. Κυριάρχο στοιχείο σε όλες αυτές τις παραδόσεις, δοξασίες και εκφράσεις αποτελεί το δέος που δημιουργούν τα μετεωρολογικά αυτά φαινόμενα.

Παροιμίες

«Αν δεν αστράψει δεν βροντά» που λέγεται σε ακολουθία πράξεων ή

«Αν δεν αστράψει δεν βροντά κι αν δεν βροντά δεν βρέχει»,

«κι αν δεν συνδέσει το νερό ο ποταμός δεν τρέχει», που λέγεται ομοίως.

«Ας είναι η δύση καθαρή κι ανατολή ας στράφτει», γνωρίζοντας ότι ο καιρός αλλάζει από Δυτικά οπότε δεν υπάρχει φόβος συνέχισης καταιγίδας.

Παρόμοιες όμως τέτοιες παροιμίες από μετεωρολογικές παρατηρήσεις υπήρχαν και στην αρχαιότητα.


***********************


*****************************
Όταν οι αστραπές συναντούν τα ηφαίστεια

Εντυπωσιακές εικόνες από Ισλανδία και Ινδονησία

Τα ηφαίστεια και οι αστραπές μπορούν να προσφέρουν πολύ όμορφο θέαμα από μόνα τους. Σκεφτείτε όμως τι μπορεί να γίνει όταν μία φωτογραφία περιλαμβάνει και τα δύο μαζί. Οι εικόνες αυτές, που δείχνουν με τον πιο ξεκάθαρο τρόπο την ομορφιά και τη δύναμη της φύσης, έχουν τραβηχτεί σε ηφαίστεια της Ισλανδίας και της Ινδονησίας.Το φαινόμενο αυτό είναι αρκετά συχνό και έχει φωτογραφηθεί από το 1940. Παρόλο που πολλοί νομίζουν ότι τα δύο αυτά φαινόμενα (αστραπές και έκρηξη ηφαιστείου) είναι τυχαία, η γεωεπιστήμονας Adele Crozier από την Αυστραλία αναφέρει: «Ως επί το πλείστον αυτές οι αστραπές συνδέονται με την εκρηκτική ηφαιστειακή δραστηριότητα που παράγει μάγμα και στέλνει ηφαιστειακή τέφρα στην ατμόσφαιρα».«Πιθανόν οι αστραπές να συμβαίνουν από τα φορτισμένα σωματίδια της τέφρας που εκτινάσσονται σαν στήλη από το ηφαίστειο. Αλλά οι ηφαιστειολόγοι δεν είναι απόλυτα σίγουροι ποιος ακριβώς μηχανισμός τις δημιουργεί μέσα σε μια ηφαιστειακή έκρηξη» εξηγεί η Crozier. Το φαινόμενο παραμένει ακόμα μυστήριο για τους επιστήμονες.Αστραπές στην έκρηξη ηφαιστείου το βουνό Merapi της Ινδονησίας.Φωτογραφίες από το ηφαίστειο Eyjafjallajökull της Ισλανδίας. Τον Απρίλιο του 2010 η στάχτη από το συγκεκριμένο ηφαίστειο ήταν η αιτία να σταματήσουν τις πτήσεις πολλές αεροπορικές εταιρείες.