KAKO NASTAJU MUNJE

Munje su ponekad doista uzbudljive, ali i istodobno zastrašujuće. Kako nastaju munje i kakvi su učinci munja? To je pitanje koje fascinira ne samo nas laike, nego i znastvenike. Od mnoštva teorija o nastancima munja ja sam izabrao dvije za koje se nadam da će koliko-toliko pojasniti munje i njihove učinke.

Danas je dosta uvriježena teorija po kojoj je munja električna iskra nastala pri izbijanju električnog naboja u atmosferi između područja s pozitivnim i negativnim elektricitetom. Ako se pojava munje očituje bljeskom svjetlosti i oštrim zvukom, tada je posrijedi grmljavina, dok se samo svjetlosno očitavanje munje naziva sijevanjem i najčešće se vidi noću, kada se izbijanje događa daleko pa zvuk oslabi i ne dođe do nas. Budući da je brzina svjetlosti u atmosferi veća od brzine zvuka, grom uvijek čujemo nekoliko sekundi nakon sijevanja.

Važno je i napomenuti kako dolazi do električnog izbijanja. Do električnog izbijanja može doći na nekoliko načina: unutar samo grmljavinskog oblaka, između dva susjedna oblaka te između oblaka i okolne atmosfere. Tipični olujni oblak je cumulonimbus, oblak velike mase koji se diže u visinu i do 15 km, s osnovicom 2-3 km od tla. Obično nastaje u toplim razdobljima godine, kada se tlo zagrije pa se s njega diže topli zrak i kreće prema hladnoj visokoj atmosferi. Zatim se odvija vrlo složen proces raspodjele naboja u oblaku, koji tako naelektriziran izaziva povećanje vrijednosti električnog polja blizu tla.

Ipak, teorija američkog fizičara Josepha Dwyera mogla bi unijeti revoluciju u shavaćanju nastajanja munja. Većina znanstvenika vjeruje da munja nastaje kad u atmosferi nastane golemo električno polje. Iako niko nikad nije utvrdio postojanje takvoga polja, znanstvenici su tu tvrdnju jednostavno prihvatili zato što se nisu pobliže pozabavili tim pitanjem. Kad je Dwyer u umjetnim uvjetima izazvao zračenje s velikom količinom energije prema modelu koji opisuje nastanak električnih polja za vrijeme oluje, ostao je šokiran. Otkrio je da ispuštanje gamma i X-zraka razbija električno polje i zapravo sprječava njegov rast do razine koja bi izazvala pojavu munje. Zato pravi uzrok pojave munje i dalje ostaje nepoznat. Dwyer pretpostavlja da bi isti proces koji ograničava rast polja zapravo mogao zadržavati napon u nekim dijelovima dovoljno dugo da se pokrene munja. - "Električna polja nastaju za vrijeme oluja, u kojima molekule vode, zbog toga što se jedne kraj drugih kreću prema gore ili dolje, ispuštaju elektrone, a oni pri kretanju kroz zrak mogu ubrzati gotovo do brzine svjetlosti", tvrdi Dwyer. Prema modelu koji je on razvio, ti elektroni koji se kreću iznimno brzo udaraju u druge čestice iz kojih također izbijaju elektrone sve dok se tako nakupljena energija u električnome polju ne isprazni zračenjem gama ili X-zraka, a to smanjuje napon u električnome polju. Dwyer misli da je to prava granica do koje može rasti napon električnoga polja.

Nakon ovih dviju teorija možemo sagledati vrste munja. Kugličasta munja, koja se još zove i lančasta, oblik je munje dugoga vijeka. Pojavljuje se kao traka svijetlećih odsječaka umjesto kontinuiranog kanala. Pojavljuje se rijetko. Uzroci nastanka su nepoznati, a predložene su druge teorije: dijelovi kanala munje idu ukoso prema promatraču ili od njega i zato se čine sjajnijim; dijelovi kanala su nejasni zbog kiše ili

oblaka; neki dijelovi kanala su većeg promjera, a drugi manjeg, što utječe na oblik munje.

Taj se atmosferski fenomen pojavljuje u obliku pokretne svijetleće kugle od nekoliko desetaka centimetara u promjeru. Kuglasta munja se obično pojavljuje tijekom oluja, i to blizu tla, a može biti crvena, narandžasta ili žuta. Često je praćena pištećim zvukom i neobičnim mirisom. Traje samo nekoliko sekundi te iznenada nestaje, tiho ili uz eksploziju. Kuglaste munje ponekad mogu da nanesu štetu zapaljenjem ili taljenjem. Njihova veza s običnim munjama nije poznata, kao niti njeni uzroci. Među objašnjenjima se spominje da je reč o zraku ili plinu koji se ponašaju neuobičajeno; o plazmi visoke gustoće; o zračnom vrtlogu koji sadržava svijetleće plinove; o mikrovalnoj radijaciji u oklopu od plazme.

U novije vrijeme otkrivena su tri nova tipa munja. One udaraju od vrha oblaka prema gore, u stratosferu i puno su rjeđe od onih prema tlu ili između oblaka. Prvi tip zovu Crvenim vilenjakom (en. Red sprite). Ta je munja tamna i crvenkasta, traje nekoliko tisućinki sekunde, a može biti široka kilometrima. Proteže se 50 do 90 km iznad oblaka. Drugi tip naziva se Plavi mlaz (Blue jet). Riječ je o plavoj, stožastoj provali energije puno sjajnijoj od Crvenog vilenjaka. Plavi mlaz udara iz centra oluje brzinom od 6 000 km/h i dopire 20 do 50 km iznad oblaka. Ove dvije vrste munja prvi je put snimio američki fizičar John R. Wincklyer 1989. u Minnesoti. Treći tip su munje koje se prostiru od oblaka do stratosfere. Zovu se Patuljci (Elves), a otkrivene su 1995. Godine. Imaju oblik tanjura ili krafne promjera 400 km, a pojavljuju se oko 100 km iznad oblaka. Smatra se da su zelenkaste, ali toliko kratko traju (manje od tisućinke sekunde) da im boja još nije precizno određena.