Natuurkrachten: De Bliksem

De twee karakteristieke, voor iedereen duidelijk waarneembare eigenschappen van een onweersbui zijn donder en bliksem. Maar wat veroorzaakt deze spectaculaire, vaak angstaanjagende fenomenen? Bliksem is gewoon de ontlading die plaatsvindt als het verschil in elektrische lading op twee plaatsen groot genoeg is om het isolerende effect van de lucht te overwinnen. Dit kan in een wolk gebeuren, tussen wolken onderling of tussen een wolk en de grond. Deskundigen vertellen ons dat de meeste van de bliksemflitsen die wij zien, tussen een wolk en de grond plaatsvinden. De bliksem zorgt ervoor dat de lucht gedurende een fractie van een seconde tot verbazingwekkende temperaturen verhit wordt — tot wel 30.000 graden Celsius op het moment waarop de elektrische ontlading plaatsvindt.

Foto 1. Wat gebeurt er eigenlijk als de bliksem flitst?

Wat gebeurt er precies?
Het is moeilijk om bliksemontladingen in een wolk te bestuderen. Voor een geleerde met zijn gevoelige instrumenten is het daar nu eenmaal niet zo’n erg plezierige omgeving. Vanaf de grond kan men het bliksemverschijnsel echter waarnemen en fotograferen met ultra-snelle camera’s, en dank zij dit hulpmiddel zijn geleerden veel te weten gekomen over de stapsgewijze opbouw van een bliksem. Hier volgt het beeld dat men heeft verkregen:

Camera’s die zijn ontworpen om het gehele proces in stappen van één miljoenste seconde (microseconde) vast te leggen, tonen dat dit een trapsgewijs gebeuren is. Een zogenaamd „leiderkanaal” breekt uit de wolk op een plek waar de lucht een moment zwakker in weerstand is, en de elektronen-waterval baant zich een weg van zo’n vijftig meter. Dan is deze waterval, als het ware, een moment „buiten adem”, en is er een moment pauze waarin de spanning aan de top weer aangroeit. Na zo’n vijftig microseconden breekt het kanaal weer verder door de lucht heen, misschien in een andere richting, afhankelijk van de plaatselijke weerstand van de geïoniseerde lucht. Aldus baant het „leiderkanaal” stap voor stap een pad van sterk geïoniseerde lucht één tot tien meter breed — naar de aarde.

De ontlading sterft snel weg, maar dat is nauwelijks het einde van de activiteit. Het pad van de bliksem blijft zwaar geïoniseerd. Vanuit andere hoog geladen delen van de wolk schieten elektronen naar het ontladingsgebied en dan via het nog open kanaal naar de aarde. Zo zijn er gewoonlijk drie of vier opeenvolgende ontladingen, die alle als één flits worden gezien. Soms zijn er meer dan een tiental ontladingen nodig om een wolk van zijn lading te ontdoen.
In slechts een vijfde van een seconde heeft de bliksemontlading haar werk voltooid. Het kabaal dat nu nog rest, heeft weinig te betekenen. Je hoort misschien een slag, een roffel of een gerommel, afhankelijk van de afstand waarop je je van de ontlading bevindt. In de baan van de ontlading is een smalle, kronkelige luchtcilinder van slechts een paar centimeter dik verhit tot meer dan 30.000° Celsius. Zodra de stroom is uitgedoofd, zet deze superhete gaskolom zich uit met een snelheid groter dan die van het geluid. En de schokgolf van deze expansie is de oorzaak van de donder, die tot op soms wel vijfentwintig kilometer afstand hoorbaar is.

Een wijze voorziening van de Schepper
Je zult je misschien afvragen waarom de Schepper het passend vond om wolken van dit elektrische vermogen te voorzien. Heeft het enig nut? Zeker, heel veel. Bliksemontladingen spelen een sleutelrol in de stikstofkringloop van de natuur. Stikstof is onontbeerlijk voor het leven, en is in overvloed aanwezig in de atmosfeer. De levende natuur kan deze stikstof echter niet rechtstreeks uit de dampkring betrekken. En hierin schiet de bliksemontlading te hulp; met haar intense hitte zorgt ze ervoor dat de stikstof- en zuurstofmoleculen in de atmosfeer zich tot atomen splitsen, waarvan vele zich bij afkoeling tot stikstofoxyden verenigen. Die oxyden zijn oplosbaar in regenwater en worden dan meegevoerd naar de bodem, waar ze verder worden omgezet in nitraten, die een belangrijke meststof zijn voor groeiende planten. Wat hierboven is beschreven vormt een belangrijk proces van natuurlijke stikstofbinding. Men schat dat onweersbuien zo jaarlijks in honderden miljoenen tonnen nitraten voorzien.

Wordt er in de bijbel ook naar bliksem verwezen?
Ja! De bijbel leert ons dat de wolken en de bliksemstralen die er tijdens onweer uit komen ons een indruk geven van de macht van de Schepper. Als voorbeeld noem ik Job 37:15,16 waar Elihu aan Job vraagt:
Weet jij hoe God de wolken bestuurt
en hoe hij de bliksem uit zijn wolk laat flitsen?
Weet jij hoe de wolken kunnen zweven?
Dat zijn de wonderwerken van hem die volmaakt is in kennis”.

Afb. 2. Elihu tot Job: “Weet jij hoe God de wolken bestuurt
en hoe hij de bliksem uit zijn wolk laat flitsen?”

Een ontwerper die over superieure kennis beschikt.
Jobs vriend Elihu wist in zijn tijd natuurlijk nog niet zoveel als wij tegenwoordig weten. Maar zijn woorden zijn wel degelijk nog steeds waar. Elihu vestigde Jobs aandacht op de grote dingen die God doet en op het feit dat hij de natuurkrachten beheerst. Alleen de Almachtige Schepper, Jehovah God, bezit de ‘volmaakte kennis’ om de stikstofkringloop te bedenken. Stikstof is onontbeerlijk voor het leven, en is in overvloed aanwezig in de atmosfeer. Maar, zoals boven ook al werd gezegd, de levende natuur kan deze stikstof niet rechtstreeks uit de dampkring betrekken. Daarom was er een intelligente Ontwerper met een superieure kennis op o.a. het gebied van elektriciteit en scheikunde nodig om dit alles zo mooi in de natuur te regelen.

Welke voorzorgsmaatregelen kun je bij bliksemgevaar nemen?
Emergency Management Australia beveelt de volgende voorzorgsmaatregelen tijdens onweer aan:
Bescherming buitenshuis
▪ Zoek beschutting in een voertuig met een hard dak of in een gebouw; vermijd kleine bouwsels, tenten en alleenstaande of kleine groepjes bomen.
▪ Als u buiten bent en nergens kunt schuilen, hurk dan (alleen), bij voorkeur in een kuil, met uw voeten bij elkaar en verwijder metalen voorwerpen van uw hoofd en lichaam. Ga niet liggen, maar zorg ervoor dat u niet het hoogste voorwerp in uw omgeving bent.
▪ Als uw haar omhoog gaat staan of u hoort gebrom van voorwerpen in de buurt, zoals stenen en hekken, ga dan onmiddellijk ergens anders naartoe.
▪ Laat geen vliegers op of modelvliegtuigjes met besturingskabels.
▪ Houd in het open veld geen lange of metalen voorwerpen, zoals een hengel, een paraplu of een golfclub vast.
▪ Raak geen metalen constructies, draadafrasteringen of metalen waslijnen aan en blijf er uit de buurt.
▪ Ga niet paardrijden, fietsen, of in een voertuig met een open dak rijden.
▪ Als u in de auto rijdt, minder dan vaart of parkeer uit de buurt van hoge voorwerpen zoals bomen en elektriciteitskabels. Blijf binnen als u zich in een voertuig of een caravan met een hard dak bevindt, maar raak de metalen delen van de carrosserie niet aan en leun er niet tegen.
▪ Als u aan het zwemmen of surfen bent, verlaat dan onmiddellijk het water en zoek beschutting.
▪ Als u aan het varen bent, ga dan zo snel mogelijk aan land. Als dat niet veilig is, zoek dan beschutting onder een hoog bouwwerk, zoals een brug of een aanlegsteiger. Zorg er in een zeilboot voor dat de mast en de stagen goed geaard zijn in het water.
Bescherming binnenshuis
▪ Blijf uit de buurt van ramen, elektrische apparatuur, leidingen en andere metalen dingen die in het huis aangebracht zijn.
▪ Vermijd het gebruik van de telefoon. Als een alarmmelding noodzakelijk is, maak het dan zo kort mogelijk.
▪ Trek voor het onweer arriveert de stekkers van de antenne- en voedingskabels van radio en tv eruit. Doe dit ook met de stekkers van de modem en de voeding van de computer. Blijf vervolgens uit de buurt van elektrische apparatuur.

Advertenties

Over gervanpoelgeest

gepensioneerd constructeur, natuurliefhebber
Dit bericht werd geplaatst in energie, Natuur, Wetenschap en getagged met , , , . Maak dit favoriet permalink.