Zjawiska mające być piorunem kulistym opisywane są co najmniej od setek lat. Jeden z pierwszych zachowanych opisów pochodzi z 1638 roku. Niemal 2,5-metrowa kula energii miała wtargnąć do brytyjskiego kościoła w Widecombe in the Moor. Świadkowie opisywali, że w wyniku zdarzenia kościół niemal został zniszczony, a po wszystkim unosił się odór siarki i ciemny, gęsty dym.
Było to ponad 100 lat przed tym, jak Benjamin Franklin pokazał światu piorunochron (zrobił to w 1748 roku). Ludzkość w ciągu kolejnych wieków zdążyła ujarzmić elektryczność, polecieć na Księżyc, wyjaśnić genezę Wszechświata i rozszczepić atom. Wszystko to stało się wcześniej niż zbadanie pioruna kulistego, czego naukowcy zdołali dokonać dopiero w 2012 roku. A i tak do dziś jego prawdziwa natura pozostaje tajemnicą, częściowo w sferze domysłów i hipotez.
Widział piorun kulisty na własne oczy. "Od tej kuli na całym polu zrobiło się jasno"
Dr Stefan Gierlotka, badacz zajmujący się wyładowaniami elektrycznymi, w przeszłości biegły sądowy z zakresu wypadków porażeń prądem, podkreślił w rozmowie z Next.Gazeta.pl, że naukowe badanie pioruna kulistego sprawia pewne trudności. Nie dość bowiem, że trudno o fizyczne zaobserwowanie go, to jeszcze jest przez długi czas było to zjawisko nie do odtworzenia. A nauka zajmuje się rzeczami powtarzalnymi, co pozwala jej wyklarować kierujące nimi zasady. W przypadku pioruna kulistego trudno jednak o takie dane. To nie znaczy, że mamy do czynienia z magią, cudem czy halucynacją - jak głosi jedna z hipotez. Czym więc może być piorun kulisty?
Raz obserwowałem takie zjawisko, w latach 90. Ten piorun świecił na niebiesko i wydawał charakterystyczny syczący dźwięk, podobny do tego, który wydają linie elektroenergetyczne podczas deszczu. To tzw. wyładowania niezupełne. Kończy się to wszystko hukiem, który piorun kulisty wydaje podczas rozładowania
- powiedział nam dr Stefan Gierlotko.
Tak opisywał to zdarzenie w 2008 roku, w artykule w Śląskich Wiadomościach Elektrycznych, gdzie podsumował znaną wiedzę na temat tego zjawiska: "W lipcową noc przed kilkoma laty jechałem samochodem na trasie pomiędzy Włocławkiem a Toruniem. Była burza, padał deszcz i często uderzały pioruny. Zaobserwowałem jak z niskiej chmury w odległości około 180 metrów powstała błyskawica, która na wysokości około 3 m nad ziemią przekształciła się w świecącą kulę. Kula ta miała nieforemny kształt o średnicy około 1 metra i świeciła w kolorze białym z niebieskawym odcieniem. Od tej kuli na całym polu zrobiło się jasno. Słyszałem wyraźnie syczenie, tak jak słychać w mglisty deszczowy dzień pod linią wysokiego napięcia. Kula nie była jednorodna - stwarzała wrażenie, jakby w niej samej było wiele wewnętrznych wyładowań elektrycznych, tworząc kształt kuli. Zjawisko trwało około 8 sekund. Zniknęło razem z powstałym w niedalekiej odległości kolejnym wyładowaniem pioruna kulistego".
Czym jest piorun kulisty?
Piorun kulisty najpewniej powstaje po uderzeniu wyładowania liniowego, czyli klasycznej błyskawicy. Odpowiednie warunki sprawiają, że takie wyładowanie może się przekształcić w piorun kulisty, ale jest to zjawisko niezwykle rzadkie. Występuje zazwyczaj podczas burzy lub tuż po niej - pisał dr Gierlotko w 2008 roku. W rozmowie z nami wspomniał o hipotezie rosyjskiego badacza Piotra Kapicy, którego zdaniem piorun kulisty to plazma. Dr Gierlotko stwierdził, że ta teoria wydawała się odpowiadać rzeczywistości. Plazma była dobrym wyjaśnieniem tego, dlaczego piorun kulisty tak bardzo świeci. Ale pojawiło się kilka problemów z tą hipotezą. Nie do końca sprawdzała się w niej zasada zachowania energii. Ponadto plazma jest lżejsza od powietrza, więc dlaczego pioruny kuliste nie podrywają się w górę i trzymają się blisko ziemi? I czemu zazwyczaj przemieszczają się w przeciwną stronę do prądu powietrza? Jeśli są od niego lżejsze, to jego ruchy powinny nadawać kierunek kuli.
Przez dekady powstawały najróżniejsze hipotezy. Teorię Johna Abrahamsona i Jamesa Dinnissa z Uniwersytetu Canterbury o tym, że piorun kulisty powstaje po uderzeniu w ziemię, w której znajduje się krzem, udało się nawet odtworzyć w laboratorium. Reakcje, w które wchodzi ten pierwiastek, wyjaśniały wiele faktów związanych z piorunem kulistym. Do tego badacze odkryli, że czas trwania zjawiska regulowała odpowiednio dobrana ilość wody, dzięki której reakcja może zachodzić przez dłuższą chwilę. A to wyjaśniałoby różne obserwowane czasy trwania pioruna kulistego.
Według innych badaczy, osoby, które widziały piorun kulisty, mogły po prostu ulec iluzji, która powstaje, gdy zwykła błyskawica wielokrotnie "idzie" po tej samej linii. Jest też hipoteza, że przynajmniej część doniesień o piorunach kulistych to halucynacje towarzyszące napadom padaczkowym.
Najlepszy opis pioruna kulistego pochodzi jednak sprzed dekady. W 2012 roku naukowcy z Chin, Jianyong Cen Ping Yuan i Simin Xue, podczas obserwacji burzy przez zupełny przypadek zdołali nie tylko zaobserwować, ale też zbadać piorun kulisty, który trwał przez 1,6 sekundy i pokonał przez ten czas 10-15 metrów. Badanie spektrometrem wykazało, że w kuli znajdowały się krzem, żelazo oraz wapń, te same pierwiastki co w glebie, w którą uderzyło wyładowanie liniowe.
Wyniki badania upubliczniono w 2014 roku i okazały się zbieżne z przytaczaną tu już teorią Abrahamsona i Dinniss, zgodnie z którą uderzenie błyskawicy momentalnie przekazuje energię do cząsteczek krzemu. Te w wyniku uderzenia unoszą się w powietrze, gdzie ulegają utlenianiu, w związku z czym uwalniają nagromadzoną energię, co daje charakterystyczny blask. Ale również i ta hipoteza ma luki i nie wyjaśnia choćby piorunów kulistych, które były obserwowane podczas lotów samolotami na dużych wysokościach.
Różnorodne opisy utrudniają poznanie natury pioruna kulistego. Jak się przed nim chronić?
Jak widać, ze względu na ulotną naturę piorunów kulistych, nie powstała jeszcze teoria, która byłaby w stanie wytłumaczyć wszystkie cechy przypisywane temu zjawisku. Dr Stefan Gierlotka wylicza, że ich rozmiary wynoszą od kilku do kilkudziesięciu centymetrów, ale zdarzają się też większe. Ich powierzchnia może być rozmyta, bez wyraźnej granicy lub o wyraźnych kształtach. Przyjmują kolory od najczęściej występującego niebieskiego, który przechodzi w fiolet, przez żółć, pomarańcz i na zieleni kończąc. Mogą być też oślepiająco białe. Widuje się je najczęściej tuż nad powierzchnią ziemi, ale były obserwowane - jak już wspominaliśmy - również z samolotów. Mogą się poruszać poziomo, ale niekiedy wykonują też skaczące ruchy poziomie. Być może więc w każdej z powyższych hipotez jest ziarnko prawdy? Część piorunów kulistych widywanych na ziemi może być gazową chmurą naładowanego energią błyskawicy krzemu, a te widywane na większej wysokości są być może iluzją optyczną.
Najlepszym sposobem na unikniecie pioruna kulistego jest pozostawanie w czasie burzy w domu albo samochodzie. W 85 proc. przypadków zjawisko pojawia się na zewnątrz - pisał w 2008 roku dr Stefan Gierlotko. Zdarza się jednak, że wędrujący piorun kulisty dostawał się do wewnątrz pomieszczenia.
Dlatego też w trakcie burzy lepiej pozamykać drzwi i okna, szczególnie jeśli jesteśmy świadkami takiego zjawiska. Piorun kulisty może być bowiem zatrzymany przez kontakt z innymi obiektami. Wówczas oddaje im w postaci ciepła nagromadzoną energię, po czym się wyładowuje, co kończy się grzmotem, jak już wspominaliśmy. Zdarzają się jednak relacje, w których piorun kulisty przenikał przez ściany. Takiej kuli energii lepiej unikać, bo efekty jej dotknięcia będą podobne do rażenia piorunem, a jej wybuch może jeszcze pogorszyć skutki nadmiernego zbliżenia się do pioruna kulistego.
