第一次世界大戦の数年前、ハンプトンズの初夏の雨の日でした。ジョンズ・ホプキンス大学で光学研究に従事する物理学者 (後に SF 作家) である Robert W. Wood は、自宅の芝生で家族と過ごしているときに、稲妻に間近で遭遇しました。地面が発火し、高さ約 7 フィートの煙のような柱ができました。この状況に反発するどころか、彼は後に Nature への手紙の中でそれを説明しました 「幸運な偶然」として、彼は「これらの奇妙な落雷のサインについての私たちの知識を拡張する方法を思いついた」.
問題のサインは fulgurites (fulgur は稲妻を表す古いラテン語です）。かつては植物の根から放出された粘液が硬化したものと考えられていましたが、現在では、雷が雲から地表に到達して地面を貫通するときに、これらのほぼ円筒形のガラス片が形成されることがわかっています。地中の電流は、電流が流れている砂、粘土、岩石を急速に加熱し、それらを溶かしたり、沸騰させたりします。結果として生じるフルグリットは、通常、流れの地下経路に沿って土壌のコアが蒸発するため、中空です。それらの外観は、土壌粒子の不完全な融合によって引き起こされる、節くれだったざらざらした外観をしていることがよくあります。ただし、温度が高いほど融解が促進される内部は、通常滑らかです。 (もちろん、逸脱したものもあります。適切な例として、Etsy から:「この珍しいライトニング フルグライトには、目と光が差し込む口に完全に似ている 3 つの穴が貫通しており、イエスの顔のように見えると噂されています。あごひげもあります。」)
稲妻が芝生に落ちた場所まで歩いていくと、ウッドは 2 つの小さな穴を見つけました。彼は 2 つのうち大きい方を溶融したはんだで満たし、後に溶融した砂粒の斑点で覆われた長さ約 4 フィートのフルグライト キャストを発掘しました。ウッドは、穴からフルグライトを鋳造することは、フルグライトとそれらを作成した稲妻の両方を研究する有用な手段を提供すると信じていました.しかし、先月 Scientific Reports に掲載された研究によると、さらに簡単な方法があることが判明しました。 .
この研究の著者である南フロリダ大学の地球科学者 Matthew A. Pasek と Independent Geological Services の地質学者 Marc Hurst は、ポーク郡のウェールズ湖尾根に沿って採掘された石英砂の露出した地域で以前に形成されたフルグライトを収集しました。 、フロリダ。これらの砂は長い間雷雨にさらされてきたため、フルグライトが高密度に収穫できるようになっています。全体がシリカを豊富に含む砂から作られているため、芝生の下の土から回収された溶融砂粒ウッドのパッチよりもかなりよく発達していました.
研究者は、ガラスの中空管が落雷の特徴に関する情報をどのように保存するかに興味を持っていました。具体的には、彼らはフルグライトの形状を調べて、落雷が雲から移動した後に地面に伝達されるエネルギーの量についてさらに学びました.合計 14.66 メートルの長さの 266 個のフルグライトを収集した後、パセックはそれぞれのフルグライトの内径を測定し、単位長さあたりのエネルギー量を概算しました (1 メートルの石英砂を通過する雷は平均エネルギー約 1メガジュール、またはおおよそショット グラス 1 杯分のガソリンに含まれるエネルギー量)。
彼らのアプローチは、雷を研究しようとしている科学者のためのキットに新しいツールを追加します。他の方法には、ロケットによって雲に運ばれるレーザーまたはワイヤーを介して攻撃を誘発するか、カナダのトロントにある CN タワーなどの高層構造物を避雷針として誘導することが含まれます。しかし、フルグライト分析は、その直接性で注目に値します。雷の安定した製品を利用することにより、衝撃によって固体材料を介して伝達されるエネルギーの量を確立し、それによって引き起こされる可能性のある損傷を確立できます。さらに、フルグライトは過去の環境条件を理解するのに役立ちます。たとえば、リビア砂漠の古代フルグライト内の泡に閉じ込められたガスの分析は、この地域が約 15,000 年前に半乾燥気候 (草や低木が生息していた) であったことを示しており、花粉や花粉などの他の証拠と一致しています。植物の巨大化石。
フルグリットは、YouTube の神聖なページにも登場しています。ほとんどのビデオは、フルグリットが高電圧電源の助けを借りて砂から作られていることを示していますが、1 人のユーザーである Bill Gilmour は、すべての家庭用フルグリット メーカーが知りたいことを発見しました。
Chris Drudge はカナダ出身のサイエンス ライターです。 Twitter @RosinCerate で彼をフォローしてください。
先頭の写真は、Flickr から提供された Kevin Madden の厚意によるものです。
