稲妻は、雲に存在する水分子を分解してフリーラジカルを生成します。これらのフリーラジカルはメタン (温室効果ガス) と反応して分解し、大気を浄化します。
パチパチという光の鋭い衝撃が夜空を明るくするので、稲妻は目撃する信じられないほどの光景です。嵐の雲が互いにぶつかり合い、約 10 億 のボルトが発生します。 ボルトが強い。これは、約 60 軒の家に 1 日電力を供給するのに十分なエネルギーです!
ただし、数秒間の光を提供するだけでなく、稲妻は空気をきれいにすることで私たちに大きな恩恵をもたらします.そうです、雷は環境に良いのです!
それで、それはどのようにそれをしますか？それに答える前に、まず雷自体についてもう少し理解する必要があります。
稲妻とは?
カーペットに足をこすりつけてから誰かに触れると、何が原因でしょうか?
静電気！
雷は、嵐の雲が互いにぶつかったりこすれたりするときに発生する大規模な静電気です。
雷は、雲の間または雲と地面の間で発生する自然放電です。 (写真提供:ミネルバ スタジオ/Shutterstock)
通常の白いフワフワした雲では稲妻は発生しませんが、嵐の雲は非常に荒い空気で満たされています。そのような雲の下半分に存在する水は、この荒い空気に巻き込まれ、大気がより冷たい上方に運ばれ、水が凍結します。一方、空気は氷を雲の上半分から下に押し下げています。
この氷と水が雲を上下に移動するときに出会うと、電子がはぎ取られ、電気的不均衡が生じます。雷は、この電気的不均衡を「管理」する自然の方法です。
負に帯電した嵐の雲は、正に帯電した地面の上に浮かんでいます。この 2 つの電荷が互いに接続しようとすると、稲妻が発生します。
では、なぜ稲妻は私たちの大気をきれいにするのに役立つのでしょうか?
稲妻はフリーラジカルを生成します
稲妻は太陽の表面の 5 倍の熱さです。この信じられないほど強烈な熱とエネルギーは、稲妻のすぐ周囲の空気分子を分解する傾向があります。これには、窒素と酸素が含まれます。この 2 つのガスは、大気中で最も濃度が高くなります。
雷が雲の中の水分子を分解してヒドロキシルラジカルを作ります。 (クレジット:Efire/Shutterstock)
雲と稲妻の間に静電気が蓄積すると、窒素酸化物 (-NO) とヒドロキシル ラジカル (-OH) とヒドロペルオキシル ラジカル (-OH2) が形成されます。
ヒドロキシルラジカルは、電子を失った水素と酸素の分子です。
なぜこれが重要なのかを理解するために、基本的な化学をもう一度見てみましょう。電子は、原子 (元素の最小粒子) の周りをペアで周回します。したがって、1 つの電子がそのパートナーを捨てると、不対電子または「自由な」電子が残ります。
フリーラジカルの構造。 (写真提供:Amalakanti Satya Sarada/Shutterstock)
これらの自由電子を持つ分子は帯電していると言われています。不対電子は興奮して新しいパートナーを探しているため、結合できる新しい分子を探しています。そして、稲妻がふわふわした雲に存在する水分子を分解するときに、多くの帯電したヒドロキシルラジカルが形成されることを覚えておいてください.
ほとんどの稲妻は実際には地面に触れませんが、代わりに空中をジグザグに進み、大量の雲水を分解します。このため、特に強い嵐の際には、これらのラジカルが大量に生成されます。
雷が大気の空気清浄機としてどのように機能するかの鍵は、これらの生成されたラジカルにあります。
ヒドロキシルラジカルは温室効果ガスを分解します
前述のように、乱雑なヒドロキシル ラジカルは常に新しいパートナーを探しています。そして、大気中でこれらに最も近い分子は何ですか?温室効果ガス！これらのガスの中で最も一般的なのはメタン (CH4) です。
反応は;
このプロセスは酸化と呼ばれます。信じられないかもしれませんが、雷は世界中の OH 酸化の 2 ～ 16% に寄与していると推定されています。
世界中で 1 日 300 万回以上の落雷が発生しているため、世界中で常に大量のヒドロキシル ラジカルが生成されています。
さらに、目に見える稲妻とは別に、雲から発生する目に見えない小さな放電もあります。これらの放電はカメラで見ることも検出することもできませんが、見るにはハイエンドの特別な機器が必要です。また、ヒドロキシルラジカルの生成にも寄与します。
しかし、人類の温室効果ガスの生産は止まらないようです。近い将来、メタンのレベルが非常に高くなり、反応するのに十分なラジカルが残らなくなるのではないかという本当の恐怖があります.幸いなことに、母なる自然は賢く、すでにヒドロキシルラジカルを循環させる方法を持っています.
メタンがヒドロキシルラジカルと反応した後、反応生成物は空気中の窒素酸化物とさらに反応して、再びヒドロキシルラジカルを形成します。
結論
稲妻の空気浄化機能は、科学者による画期的な観察結果でした。 NASA は雷を「大気中の洗剤」と呼んでいます。稲妻が空気中の窒素を土壌に固定し、植物がすぐに利用できるようにすることはすでにわかっています.
その上、稲妻は空気をきれいにするのにも役立ちます！信じられないほど強力な電気の波が私たちにこれほど多くのことをもたらすことができると誰が考えたでしょうか?興味深い観察結果は、地球温暖化が続き、地球が温暖化するにつれて、世界中でますます多くの嵐が発生していることです。
さて、これらの結果を明確にするために、たくさん より多くの研究が行われる必要があります。多くの飛行機が嵐の近くで世界中を飛び回り、ヒドロキシルラジカルの生成率とメタンレベルに関するさらに多くのデータを収集しなければ、雷が気候変動に対する自然の緩和戦略であると考えることができなくなります!
