Blesky jsou na Zemi obvyklým jevem. V planetárním měřítku udeří zhruba padesátkrát za sekundu.

Napadlo vás ale někdy, proč tenhle silný elektrostatický výboj provázený emisí světla nesjede k Zemi přímo? Proč si svou trasu prodlužuje a klikatí se jako had?

Vysvětlení podává ve studii publikované tento týden v magazínu Journal of Physics D: Applied Physics John Lowke, fyzik plazmatu z Univerzity Jižní Austrálie ve městě Adelaide.

Dráha k zemi rozebraná na molekuly

Fyzici studují blesky desítky let a je zjevné, že klikatý tvar blesků je způsoben rozdíly ve složení různých částí atmosféry, kterými výboj prochází. Dosud ale tento postup blesku nikdo nepopsal na úrovni částic a molekul. Dokázal to až Lowke.

„Existuje mnoho studií o chování blesku, ale žádná z nich nevysvětluje, jak se klikaté dráhy formují, proč elektricky vodivý sloupec spojující kroky s mrakem zůstává tmavý a jak se blesk může šířit kilometry daleko,“ cituje Lowkeho žurnál New Atlas.

Naše oči nemají schopnost to postřehnout, ale blesk vystupující z oblaku není jednolitý objekt. Je to přerušovaně postupující výboj elektrické energie. Sestupuje z mraku k zemi po krocích dlouhých zhruba 50 metrů. V každém z těchto kroků se výboj na okamžik trvající 20 až 50 mikrosekund zastaví.

Každý z úseků přitom jasně zazáří a na zlomek sekundy pohasne. Tak blesk postupuje, dokud se nedostane na zemský povrch, nebo na objekt, který na něm stojí. Vzhledem k vysoké rychlosti blesku jeho přerušovaný postup lidské oko nepostřehne.

V nové studii Lowke a jeho spolupracovník Endre Szili vysvětlují tuto dráhu blesku účinkem singletového kyslíku. Jeho vysokoenergetické molekuly vznikají při srážkách elektronů s molekulami kyslíku.

Úsek klikatého blesku se zrodí, když se vytvoří určité množství metastabilních molekul kyslíku a oddělí se určitý počet elektronů. Poté, co úsek blesku zhasne, množství singletového kyslíku a elektronů se začne zvyšovat.

Po 20 až 50 miliontinách sekundy vzduch zase může vést elektřinu, elektrický potenciál na čele blesku se přitom zvýší na potenciál srovnatelný s potenciálem bouřkového mraku. Tak vzniká další úsek blesku, který si razí cestu k zemi.

Vymyslíme způsob, jak blesk zastavit?

Přesný popis jevu skrývá i praktické aplikace. Autoři studie mají za to, že může vést k účinnější ochraně před blesky.

Dnes je za nejlepší ochranu pokládán hromosvod, který vznikl už na konci 18. století. Funguje tak, že přitahuje blesk a uzemňuje jeho elektrický náboj. Je to v podstatě obdoba atmosférických kroků blesku.

Nyní, když víme, jaké podmínky panují v atmosféře před tím, než blesk zasáhne budovu, může být jednou vypracována metoda, jak výboj zastavit. Blesky by tak nemusely budovy, auta či letadla vůbec zasáhnout.