El detergente atmosférico

Los rayos, pueden tener longitudes de hasta 5 kilómetros con una anchura en torno a 1 centímetro portando entre 1000 y 10.000 millones de julios, una intensidad de 200.000 amperios y unos 100 millones de voltios. Las temperaturas se estiman en unos 20.000 grados centígrados, totalmente fuera de la escala humana. Se han efectuado estas medidas analizando las rocas metamórficas, denominadas fulguritas, formadas al alcanzar los rayos la arena de la orilla del mar que la atraviesa, vaporiza y derrite el borde y adopta forma tubular. Es como un vidrio hueco debido al recorrido del rayo. En Florida son abundantes los yacimientos conservados desde hace un millón de años. La intensidad de los rayos determina el tamaño de las fulguritas.

Para derretir la arena, se requiere en torno a 1.700 ºC, como la lava fundida y para vaporizarla, hay llegar a los 3000 ºC. Cada kilogramo de arena requiere unos 15 megajulios para vaporizarlo, como la energía de un vehículo medio a unos 500 kilómetros por hora. La potencia de un rayo puede estimarse en 1000 gigavatios anglosajones (teravatio) o 1 gigavatio clásico. La energía al consumo de unos 1000 millones de hogares durante una millonésima de segundo, que es el tiempo que tarda emplea.

Las descargas eléctricas son consecuencia del campo establecido entre la parte superior y la inferior de la nube y la propia tierra o cualquier objeto que esté situado por debajo o cerca de la tormenta y requiere el canal de conexión, dado que el aire es un mal conductor eléctrico. Ahora bien, una diferencia de potencial grande es capaz de vencer la resistencia del aire a ionizarse. Dependiendo del exceso de cargas en la nube pueden darse una o varias descargas consecutivas entre: nubes-ionosfera, intranube, nube-nube o nube-tierra.

Ahora bien, el paso de un rayo a través de la atmósfera no se limita a encontrar un itinerario que le permita el paso, dado que impacta sobre las moléculas de nitrógeno y oxígeno y las demás moléculas atmosféricas. Se generan radicales que son muy reactivos. Recientemente, se han identificado que las componentes de las zonas por debajo de la visible producen el radical hidroxilo y el hidroperoxilo. El primero es letal para el metano, uno de los gases de efecto invernadero importantes. Brume ha sobrevolado las zonas de tormenta en Colorado y Oklahoma detectando los radicales producidos en las tormentas. Habitualmente, los aviones evitan los núcleos de las tormentas, pero pueden hacerlo en la parte superior en la dirección del viento, que se denomina yunque. Pero ahí la radiación que se genera es de la región visible, lo que justifica que se haya tardado mucho tiempo en descubrir la emisión de radiación por debajo de la zona visible del espectro.

Hasta hace bien poco, los rayos se temían por el efecto al caer al suelo y solo se reparaba en la componente visible. Ahora adquiere importancia la componente no visible del espectro, los rayos invisibles. Los rayos que no llegan al suelo afectan al ozono en la atmósfera superior. El ozono absorbe la radiación ultravioleta que, de no encontrar el ozono, alcanzará la superficie y a nosotros y esa radiación es, justamente, la que corresponde a la absorción del ADN al que pueden infringir daño severo, con funestas consecuencias al incidir en el cáncer de piel. Hasta ahora, se conocía que los rayos pueden romper las moléculas de agua generando los radicales hidroxilo e hidroperoxilo, pero el mecanismo de la reacción no se conocía. Se medían altas concentraciones en las zonas de las nubes en la que no se generaban rayos visibles, pero los experimentos de laboratorio llevados a cabo por Brume y colaboradores han desvelado que descargas eléctricas débiles producían estos radicales. Es importante, dado que se estima hasta en un 15% de la oxidación de la atmósfera es debida al OH generado en las tormentas.

El OH actúa como detergente atmosférico. Un factor benefactor de los rayos, invisibles, claro.