ฟ้าผ่าที่เกิดจากแผ่นดินไหว?

นักฟิสิกส์เสนอคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับการอ้างสิทธิ์ที่หายากของ “แสง” แผ่นดินไหว

ลูกปัดและแป้งอาจช่วยอธิบายปรากฏการณ์ลึกลับที่หาได้ยาก: ฟ้าผ่าชนิดหนึ่งที่เรียกว่าไฟแผ่นดินไหว บางครั้งผู้คนอ้างว่าได้เห็นพวกเขาก่อนหรือระหว่างเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ ผลลัพธ์ใหม่ที่นำเสนอที่นี่เมื่อวันที่ 6 มีนาคมในการประชุม American Physical Society แสดงให้เห็นว่าการขยับของเกรนของวัสดุบางชนิดสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงอย่างน่าทึ่ง หลักการเดียวกันนี้ อาจเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคดินเคลื่อนตัวระหว่างเกิดแผ่นดินไหว ในระดับที่ใหญ่ขึ้น อาจรายงานได้ในขณะนี้

ในการทดลองครั้งใหม่นี้ Troy Shinbrot จาก Rutgers University ใน Piscataway รัฐนิวเจอร์ซีย์ และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้แก้วและลูกปัดพลาสติกเพื่อจำลองอนุภาคหินและดินตามแนวรอยเลื่อนแผ่นดินไหว

การศึกษานี้หยิบเอาการทดลองง่ายๆ ที่ Shinbrot พัฒนาขึ้นเมื่อเกือบ 2 ปีที่แล้ว เขาต้องการศึกษาว่าโลกภายใต้ความเครียดอาจสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อฟ้าผ่าเหนือพื้นผิวหรือไม่ เขาจึงคว่ำถังแป้ง และเมื่อเม็ดแป้งไหลออกมา เซ็นเซอร์ภายในแป้งจะบันทึกสัญญาณไฟฟ้าประมาณ 100 โวลต์

สำหรับการทดลองครั้งใหม่นี้ กลุ่มของ Shinbrot ได้วางถังลูกปัดไว้ภายใต้ความกดดันจนกว่าส่วนหนึ่งจะลื่นเมื่อเทียบกับอีกส่วนหนึ่ง มันหมายถึงการจำลองแผ่นดินที่พังทลายตามแนวรอยเลื่อน ที่นี่ อีกครั้ง พวกเขาวัดแรงดันไฟกระชากในแต่ละสลิป การค้นพบนี้ช่วยเสริมความคิดที่ว่าปรากฏการณ์การลื่นไถลดังกล่าวอาจทำให้เกิดแสงจากแผ่นดินไหวได้

เอฟเฟกต์ดูเหมือนไฟฟ้าสถิตย์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนั้นไม่ควรสะสมระหว่างอนุภาคของวัสดุชนิดเดียวกัน “มันน่าสงสัยมาก” ชินบรอตกล่าว “ดูเหมือนว่าเราจะเป็นฟิสิกส์ใหม่”

สายฟ้าผ่าภูเขา?

ผลการศึกษาใหม่จุดชนวนให้เกิดการถกเถียงกันว่าเศษหินบนไหล่เขาถูกทำลายด้วยสลักอันทรงพลังจากฟากฟ้ามากน้อยเพียงใด

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าน้ำแข็งสามารถเปลี่ยนรูปร่างของภูเขาได้ นักวิจัยในแอฟริกาใต้แนะนำให้เพิ่มผู้เล่นหลักอีกคนหนึ่ง: สายฟ้า

พวกเขาให้เหตุผลว่าความร้อนที่รุนแรงชั่วขณะที่เกิดจากฟ้าผ่าสามารถแยกพื้นผิวภูเขาออกจากกัน สิ่งนี้สามารถปั้นยอดเขาอย่างช้าๆ ทิ้งเศษหินหรืออิฐไว้เบื้องหลัง อย่างไรก็ตาม นักวิจารณ์บางคนท้าทายว่าสายฟ้าเป็นมากกว่าผู้เล่นตัวเล็กๆ หรือไม่

Jasper Knight และ Stefan Grab จาก University of the Witwatersrand ใน Johannesburg เสนอว่าฟ้าผ่าอาจเป็นตัวเปลี่ยนรูปร่างที่สำคัญของภูเขาใน Geomorphology ฉบับวันที่ 1 มกราคม พวกเขาอ้างสิทธิ์นี้หลังจากศึกษาพื้นที่ขรุขระที่เรียกว่า Drakensberg เป็นพื้นที่ภูเขาในเลโซโท ประเทศทางตอนใต้ของแอฟริกา ทั้งคู่พบเศษหินจำนวนมากบนเนินเขา

ในหลายพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณขั้วโลกและบนที่สูง ธารน้ำแข็งจะกัดเซาะบางส่วนของภูเขา เมื่อธารน้ำแข็งที่มีอายุยืนยาวเหล่านี้ไหลออกมา พวกมันก็จะไปบดบังชั้นหินเบื้องล่าง สิ่งนี้สามารถทำลายก้อนหินที่หลวมซึ่งธารน้ำแข็งนำติดตัวไปด้วย ระหว่างทาง ธารน้ำแข็งและเศษหินสามารถเซาะหุบเขารูปตัวยูออกเป็นวงกว้าง

น้ำแข็งสามารถมีบทบาทสำคัญในการปรับรูปร่างหินแม้ในพื้นที่เย็นที่ไม่มีธารน้ำแข็ง ที่นั่น น้ำซึมเข้าไปในรอยแตกและรอยแยกในหิน เมื่อแข็งตัวน้ำแข็งจะขยายตัว บางครั้งสิ่งนี้อาจออกแรงมากพอที่จะทุบหินก้อนใหญ่ให้เป็นชิ้นขรุขระ

แต่พื้นที่ภูเขาที่ Knight และ Grab ศึกษานั้นแทบจะไม่แข็งตัว อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้รับพายุฝนฟ้าคะนองมากมาย นั่นทำให้นักวิจัยคิดว่า: ฟ้าผ่าสามารถระเบิดหินของภูมิภาคนี้เป็นชิ้นๆ ได้หรือไม่?

ท้ายที่สุดแล้ว บางพื้นที่ที่อยู่กึ่งกลางระหว่างขั้วโลกกับเขตร้อนอาจถูกฟ้าผ่า 150 ครั้งต่อตารางกิโลเมตรในแต่ละปี (นั่นคือประมาณ 390 ครั้งต่อตารางไมล์) บนเนินเขาเหนือลมซึ่งมีพายุฝนฟ้าคะนองเป็นประจำ อัตราการเกิดฟ้าผ่าอาจสูงกว่านี้

และสายฟ้านั้นค่อนข้างทรงพลัง สลักเกลียวสามารถทำให้อากาศโดยรอบร้อนขึ้น เช่นเดียวกับวัตถุใดๆ ก็ตามที่มันกระทบ ให้มีอุณหภูมิใกล้ 30,000° องศาเซลเซียส ในเวลาน้อยกว่า 1 มิลลิวินาที (หนึ่งในพันของวินาที) มันสามารถระเบิดเป็นไอน้ำบนหิน ถ้าน้ำนั้นอยู่ในหิน ซึมเข้าไปในรูพรุนหรือติดอยู่ในรอยแตก ความดันที่เพิ่มขึ้นเมื่อมันพุ่งเป็นไอน้ำอาจทำให้หินแตกได้

ผลข้างเคียงอื่น: ความร้อนที่รุนแรงของสายฟ้าสามารถรีเซ็ตสนามแม่เหล็กที่ล็อคอยู่ภายในแร่ธาตุแม่เหล็กของหินได้

ตอนนี้ Knight และ Grab รายงานหลักฐานของทั้งคู่ที่ Drakensberg

หลักฐานการติดตั้ง

ทั้งคู่ศึกษาหินขรุขระที่ไซต์หลายสิบแห่ง ในที่สุด พวกเขามุ่งเน้นไปที่ไซต์แปดแห่งที่กระจายอยู่ตามยอดเขาต่างๆ ทั้งหมดอยู่ห่างจากกันไม่เกิน 1 กิโลเมตร ทั่วพื้นที่เหล่านี้มีสัญญาณฟ้าผ่ามากมาย อัศวินตั้งข้อสังเกต

ตัวอย่างเช่น หินหลายก้อนดูเหมือนจะแตกใหม่ นอกจากนี้ยังไม่มีไลเคนเติบโตบนพวกมัน ประเด็นสุดท้ายนั้นสมเหตุสมผล Knight กล่าว เพราะฟ้าผ่าสามารถสร้างอุณหภูมิสูงพอที่จะเผาสิ่งที่เติบโตบนก้อนหินได้อย่างรวดเร็ว (ไลเคนไม่ใช่พืช แต่เป็นการผสมผสานระหว่างเชื้อราและสาหร่าย พวกมันมีหลายรูปร่าง สีสัน และขนาด และสามารถเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง คุณอาจคุ้นเคยกับชนิดแบนๆ เป็นฝอยๆ ที่ขึ้นบนต้นไม้มากที่สุด ลำต้น หิน และหินหลุมฝังศพเก่า)

พื้นผิวที่ดูเหมือนสดเหล่านี้ยังแข็งกว่าหินที่คล้ายกันในบริเวณใกล้เคียงอีกด้วย แต่นั่นไม่ใช่เพราะหินถูก “ทำให้สุก” โดยฟ้าผ่า ไนท์ตั้งข้อสังเกต เป็นเพราะสารเคมีในอากาศหรือที่ละลายในน้ำฝนสามารถทำให้พื้นผิวหินอ่อนลงเมื่อเวลาผ่านไป

ในที่สุด นักวิจัยก็ถือเข็มทิศใกล้กับหินที่เพิ่งแตกเหล่านี้ เป็นประเภทของเข็มทิศที่นักเดินทางไกลและนักสำรวจใช้ และทันใดนั้นเข็มก็ขยับ นั่นเป็นสัญญาณว่าหินมีสนามแม่เหล็ก ยิ่งถือเข็มทิศใกล้กับตำแหน่งที่คาดว่าฟ้าแลบมากเท่าไร เข็มก็ยิ่งเคลื่อนออกไปไกลเท่านั้น อัศวินกล่าว นั่นแสดงว่าพื้นที่ใกล้แนวปะทะถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็กแตกต่างจากหินรอบๆ

Olav Slaymaker จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแวนคูเวอร์กล่าวว่า “การค้นพบใหม่นี้น่าสนใจมาก ในฐานะนักธรณีสัณฐานวิทยา เขาศึกษาภูมิประเทศของโลกและกระบวนการที่ก่อให้เกิดรูปร่าง ไนท์และแกร็บแสดงให้เห็นอย่างไม่ต้องสงสัยว่าฟ้าผ่ามีผลกระทบต่อก้อนหิน เขากล่าว อย่างไรก็ตาม เขากล่าวเสริมว่า “มีคำถามมากมายที่ยังต้องได้รับคำตอบ”

ตัวอย่างเช่น เขาตั้งข้อสังเกตว่าฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้ยากในบางแห่ง แต่พบได้ทั่วไปในบางแห่ง ดังนั้นพื้นที่เล็กๆ ที่ทีมศึกษานี้อาจดูไม่ปกติ จำเป็นต้องมีการศึกษาภาคสนามเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าฟ้าผ่าจะไม่เกิดขึ้นบ่อยกว่าที่ไซต์อื่นๆ ในพื้นที่ ถึงกระนั้น เขาก็แย้งว่า “นักธรณีวิทยาไม่ได้ให้ความสำคัญกับ [ฟ้าผ่า] อย่างจริงจังเท่าที่ควร”

บางที. แต่นักธรณีสัณฐานวิทยา Ian Meiklejohn ไม่ซื้อข้อสรุปของการศึกษาใหม่ เขาทำงานที่ Rhodes University ใน Grahamstown ประเทศแอฟริกาใต้ จากการศึกษาหินในพื้นที่ Drakensberg เป็นเวลาหลายปี เขาให้เหตุผลว่าการกัดเซาะของน้ำธรรมดาสามารถให้ผลลัพธ์เดียวกันได้ “ไม่จำเป็นต้องดูคำอธิบายที่แปลกใหม่เมื่อคนทั่วไปจะทำ” เขากล่าว

ยิ่งไปกว่านั้น Knight และ Grab ยังมุ่งเน้นไปที่ส่วนเล็กๆ ของภูมิภาค Drakensberg เพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นทั่วภูเขาเหล่านี้โดยทั่วไป ในที่สุด เขาเชื่อว่าเป็นการยากที่จะบอกได้ว่าฟ้าผ่าเมื่อเร็วๆ นี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กที่อัศวินและแกร็บบันทึกไว้หรือไม่ ในความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กอาจเก่ามาก หากเป็นเช่นนั้น สายฟ้าอาจสร้างภูเขาช้ากว่าที่ Knight และ Grab เสนอ

เมื่อพิจารณาจากหลักฐานทั้งหมดแล้ว “ฉันคิดว่ามันโอเคที่จะพูดว่าฟ้าผ่าทำให้เกิดหินขรุขระสองสามก้อนที่นี่และที่นั่น” Meiklejohn กล่าว แต่เมื่อพูดถึงการแกะสลักภูเขา เขาสงสัยว่าบทบาทของสายฟ้านั้น “เล็กน้อย”

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ mdgmalta.com