Ognie św. Elma

https://www.pinterest.com/pin/416371928030041481/

W dziedzinie elektryczności mówi się o jonizacji płynu lub gazu otaczającego naładowany przewodnik, co w rezultacie tworzy wyładowanie elektryczne, bardziej znane jako wyładowanie koronowe. Zachodzi ono naturalnie w układach przenoszących wysokie napięcie w sposób spontaniczny.

Historia ogni św. Elma

Świętego Erazma z Formii nazywano na dwa sposoby: święty Elmo i święty Erazm. Nazwa opisywanego zjawiska pochodzi od pierwszego z tych wyżej wymienionych imion. Czasem, zjawisko to dało się zauważyć pod postacią jarzącej się kuli światła na statkach podczas burz, co sprawiało, że marynarze postrzegali je z religijną trwogą i podziwem. Dlatego właśnie przyjęto taką jego nazwę.

Z powodu swej natury powiązanej z elektrycznością, mogło ono ingerować we wskazania kompasów, sprawiając, że marynarze zaczęli uważać je za zły omen i oznakę burzowej pogody. Jednakże, niektóre inne źródła zaznaczają możliwość traktowania go przez marynarzy jako dobry omen, na co dowodem byłaby obecność imienia ich świętego patrona w nazwie zjawiska.

Co powoduje ów fenomen?

Ognie św. Elma to nie piorun kulisty, nie błyskawica, a już na pewno nie ogień. Błyskawica to przemieszczenie się elektryczności z naładowanej chmury w dół na ziemię. A ognie św. Elma to po prostu iskrzenie – zjawisko to przypomina wystrzelenie elektronów w powietrze.

Wstępnym warunkiem niezbędnym do jego zajścia jest wystąpienie burzy z piorunami, która powoduje, że atmosfera zostaje naładowana elektrycznie. Jako że istnieje duża różnica ładunku pomiędzy ziemią a chmurami burzowymi, formuje się ciśnienie (napięcie) elektryczne. Następnie atomy powietrza ulegają jonizacji. Elektrony oddalają się od protonów i poruszają się w sposób nieskrępowany. W ten sposób powietrze staje się dobrym przewodnikiem elektrycznym, co powoduje wytworzenie się plazmy – lub powietrza zjonizowanego.

Kiedy różnica napięcia pomiędzy powietrzem i jakimś naładowanym elektrycznie przedmiotem stanie się wystarczająco duża – około 30,000 voltów na centymetr przestrzeni – przedmiot ten uwalnia energię elektryczną, rozdzierając molekuły powietrza. W procesie emitowane jest światło, któremu czasami towarzyszy syczący dźwięk. Spiczaste obiekty ułatwiają tworzenie się ogni św. Elma, bowiem ich powierzchnie uwalniają ładunek przy niższych poziomach napięcia. Może to być na przykład maszt statku albo czubek skrzydła samolotu lub kościelnej iglicy.

Ciągłe żarzenie się trwa w niektórych przypadkach kilka minut. Różne gazy świecić się będą na różne kolory. Jednak, ponieważ atmosfera ziemska bogata jest w azot i tlen, emisja będzie głównie koloru niebieskiego lub fioletowego. Niemniej, w rzadkich przypadkach, mogą to być również odcienie zieleni i różu.

Obserwacja ogni św. Elma

Żarzenie się widziano już z kokpitów wielu samolotów. Załoga i pasażerowie British Airways Flight 9 w 1982r. zaobserwowali wzdłuż przednich krawędzi samolotu promienne błyski światła, w których można było odnaleźć podobieństwo do omawianego przez nas zjawiska. Niemniej, w rzeczywistości był to efekt związany z cząstkami popiołu. W 2009r. Air France Flight 447 doświadczył ogni św. Elma 23 minuty przed wpadnięciem do Oceanu Atlantyckiego. To zjawisko naturalne nie było jednak odpowiedzialne za wypadek.

Pojawiło się ono również na drapaczu chmur Empire State Building w jakiś czas po jego otwarciu 1 maja 1931. W roku 1947, stojąc na wysokim piętrze wieży, pewien inżynier doświadczył zjawiska żarzenia, gdy wytknął rękę w powietrze. Pojawia się ono również często w wyższych partiach Castle Rock w Edynburgu. Podczas lotu badawczego nad Amazonką w 1995r., członkowie Uniwersytetu Alaski zaobserwowali ognie św, Elma i zarejestrowali ich widmo optyczne.

Czy ognie św. Elma są bezpieczne?

Ognie św. Elma mogą wpływać na dowolną jednostkę lecącą przez mocno naładowane elektrycznie niebo. Mimo że jako takie nie niosą zagrożenia, zazwyczaj towarzyszą im trudne warunki pogodowe i następuje po nich błyskawica. Ogniom św. Elma, uważanym wcześniej przez pływających marynarzy za tajemnicze, upiorne błyski wywołujące duchowe fantazje, wielcy, tacy jak Benjamin Franklin czy Karol Darwin, nadali odpowiednie naukowe wyjaśnienie. Jarzenie pojawiające się najczęściej pod koniec burzy, to nic upiornego – wyłącznie statyczna elektryczność, której obserwujemy działanie.