Şimşek ve yıldırım nasıl oluşur?

Gökgürültüsü, şimşek ve yıldırımın havada meydana getirdikleri çok mühim tabiat olayları vardır. Her şeyden önce bunlar, ölü toprağı diriltecek olan yağmurun yağmasına vesiledirler. Ayrıca yağmurlu havada yıldırım ve şimşeklerin tesiriyle havadaki oksijen ve azot birleşerek renksiz azot-monoksit gazını oluşturmaktadır. Bu gaz da tekrar oksijenle birleşerek turuncu renkli azot-dioksit meydana getirmektedir. Yıldırım ve şimşeklerin tesiriyle havadaki nemden ve azottan amonyak meydana gelmektedir. Şimşek nedir, nasıl oluşur? Yıldırım nedir, nasıl oluşur? Ayrıntılar haberimizde...

ŞİMŞEK VE YILDIRIM NASIL OLUŞUR? Şimşek nedir, nasıl oluşur? Yıldırım nedir, nasıl oluşur? Korku ve ümit veren ışık: Şimşek ve Yıldırım…

Kur’ân-ı Kerîm’de bildirilen Allah’ın varlığının belgelerinden birisi; korku ve ümit veren şimşeği göstermesi, gökten su indirip ölümünden sonra yeri o suyla diriltmesidir. Bu hususta şöyle buyrulur:

“Size korku ve ümit vermek üzere şimşeği göstermesi, gökten su indirip ölümünün ardından yer yüzünü onunla diriltmesi, Allah’ın varlığının ve kudretinin delillerindendir. Doğrusu bunda, aklını kullanan bir topluluk için (alınacak) dersler vardır.” (Rûm, 30/24)

Şimşek, yıldırım sırasında meydana gelen çok parlak bir ışıktır. Büyük bir elektrik akımıyla oluşur. Bulutlarda çok yüksek elektrik taşıma gücü vardır. Havada her zaman bir miktar elektrik vardır. Bu elektrik, bir kondansatör işi gören bulutlarda toplanır. Fırtınalı havalarda nemli bulutlarda toplanan elektrik, buluttan buluta veya buluttan yere geçerken şimşek dediğimiz ışıklı bir iz bırakarak şiddetle patlar. İşte bu patlama “gökgürültüsü”, çakma “şimşek”, yere düşen elektrik yükü de “yıldırım”dır. Yıldırım çarpmalarında insan vücûdundan milyonlarca voltluk, binlerce amperlik akım geçtiğinden, insan derhal ölür. Hatta çoğunlukla kömürleşir. Bulutlu havada şimşeğin insana korku vermesi, bundandır.

Gökgürültüsü, şimşek ve yıldırımın havada meydana getirdikleri çok mühim tabiat olayları vardır. Her şeyden önce bunlar, ölü toprağı diriltecek olan yağmurun yağmasına vesiledirler. Ayrıca yağmurlu havada yıldırım ve şimşeklerin tesiriyle havadaki oksijen ve azot birleşerek renksiz azot-monoksit gazını oluşturmaktadır. Bu gaz da tekrar oksijenle birleşerek turuncu renkli azot-dioksit meydana getirmektedir. Yıldırım ve şimşeklerin tesiriyle havadaki nemden ve azottan amonyak meydana gelmektedir.

Azot dioksit ise havadaki nemin etkisiyle nitrik-asite dönüşmekte, bunun sonucunda nitrik-asit ile amonyak havada bulunan karbonik asitle birleşerek amonyum-nitrat ve amonyum-karbonat oluşmaktadır. Havada meydana gelen bütün bu tuzlar, yağmurla birlikte yeryüzüne inmekte yerdeki mevcut kalsiyum tuzları ile birleşerek kalsiyum-nitratı meydana getirmektedir. Bu tuz, bitkiler tarafından emilerek bitkilerin gelişmesini sağlamaktadır. Bu bitkileri yiyen hayvanlar da bitkilerden aldıkları proteinlerle et, süt, yumurta meydana getirmektedirler. İnsanlar da hayvanlardan aldıkları bu proteinli gıdalardan beslenmektedirler.

Bitkilerin büyümesi için aslî bir unsur azottur. Azot olmasaydı, yeryüzünde hiç bir bitkinin yetişmesi mümkün olmazdı. Azotun ziraat alanlarına intikali iki şekilde olur: ya gökgürültüsü, şimşek ve yağmurla olur. Zira şimşek, bir miktar oksijen ve azotu birleştirir. Yağmur da bunları yere indirir. İkinci yol, baklagillerden olan bitkilerin kökünde bulunan bakterilerin gelişmesi yoludur. Bu bakteriler, havadaki azotu alarak, bileşik azot haline getirirler. Bazı bitkiler dağılınca bileşik azot yeryüzünde kalır.

Bazan şimşek çakar, gök gürler. İnsan, bir an için ürperir, korkar. Ama bu şimşeğin atmosfere getirdiği faydaları bilmesi, insanın içini rahatlatır ve sevinmesine sebep olur.

Bu hususta Yüce Allah şöyle buyurur:

“Korku ve ümide düşürmek için size şimşeği gösteren, yağmurla yüklü bulutları meydana getiren O’dur. O’nu, gök gürlemesi hamd ile, melekler de korkularından tesbih ederler. O, yıldırımlar gönderip onunla kimi dilerse çarpar, öldürür. Halbuki onlar Allah hakkında mücâdele edip duruyorlardı. O, azâbı pek şiddetli olandır.” (Ra’d, 13/12-13)

Bulutların nasıl elektriklendiği hususunda çeşitli tezler ileri sürülmüştür. Bazılarına göre, yükselen bir hava tabakası içine düşen damlacıklardan büyük olanları pozitif, küçük olanları ise negatif elektrik yüklüdür. Bazılarına göre ise, atmosferin her santimetre küpünde bin pozitif, sekizyüz negatif iyon vardır. Bu küçük iyonların sayıları atmosferin elektrikli tabakalarında daha çok artar. Bu durumda pozitif iyonlar yere doğru inerken negatif iyonlar da yeryüzünden yükselmeye başlar. Yağmur bulutları bu iyonlar yüzünden elektriklenmiş olur. Bu elektriklenme sonunda da şimşek ve yıldırım meydana gelir.

Yüksek voltajlı elektrik yüklü yıldırımın meydana getirdiği gürültü ve çok parlak ışık, yağmur bekleyenlere ümit; meyvaları dallarda, ürünleri harmanda bulunanlara korku verir. Bir de yıldırımın nereye düşeceği ve kime isâbet edeceği endişesi vardır. Hz. Peygamber gök gürlemesi işitince; “Allahım! Bizi gazâbınla öldürme ve azâbınla yok etme. Bundan önce bize âfiyet (beden sağlığı ve îmân) ver!” diye dua ederdi.

Görüldüğü gibi bu âlemde meydana gelen her şey, Yüce Allah’ın ezelî ve ebedî irâdesi ve kudretiyle olmaktadır. Bütün bunlarda da düşünen kafalar için elbette ibretler, dersler, öğütler vardır. Demek ki bütün mesele aklı yerli yerinde kullanmaktır.

İnsan için ürpertici bir meteorolojik olay olan şimşek, elektrikî bir boşalma olayıdır. İlk bakışta kolay, anlaşılabilir bir olay gibi görünürse de derin incelemeler yapıldığında o kadar basit bir olay olmadığı görülür. Şimşeğin bulutla yer arasında, bir buluttan bir başka buluta veya bir bulutun farklı iki bölgesi arasında çaktığı bilinmektedir. Bunun için potansiyel farkının 10 milyon volt değerine erişmesi gereklidir. 10 milyon voltluk bir gerilim sonucunda açığa çıkan enerjinin 100 milyon joule olduğu hesaplanmıştır. Açığa çıkan bu kadar yüksek değerdeki enerjinin havayı aniden ısıtması kaçınılmaz bir sonuçtur.

Yapılan gözlemler şimşek çakışı ile kısa bir süre için havanın 15000 dereceye kadar ısındığını göstermiştir. Güneşin yüzey sıcaklığının 6000 derece olduğunu hatırlarsak, sadece tek bir çakış sırasında ortaya çıkan bu sıcaklığın ne derece yüksek olduğu anlaşılabilir. Ancak bu sıcaklık bir saniyenin binde biri kadar bir zaman devam etmektedir. Birden bire ısınan hava büyük bir hızla genleşerek dağılmakta, soğuduktan sonra havanın tekrar eski yerine dönmesi de, gök gürültüsünü meydana getirmektedir.

Şimşek çakışının devamlılık süresi yarım saniye kadardır. Ancak, 1,5 saniye süren çakışlar da gözlenmiştir. Bir şimşek kanalının genişliği 10 cm civarındadır. Damar şimşek, roket şimşek, boncuk şimşek, çarşaf şimşek, top şimşek gibi değişik tipte şimşekler gözlenmiştir. Dünya üzerinde her hangi bir anda 2000 adet şimşek çakmaktadır. Şimşeğin daha çok Cumulonimbus bulutlarından kaynaklandığı bilinmektedir.

YILDIRIM DÜŞMESİ NASIL GERÇEKLEŞİR?

Bir Cumulonimbus bulutunun tabanı elektrikî olarak genellikle negatif, üst kısmı da pozitif yüklerle yüklenmiştir. Bulut tabanından yere doğru fışkıran ilk boşalmaya “öncü adım” adı verilir. Öncü adımın hızı 107 cm/sn değerindedir. Öncü adım toprağa birden bire ulaşmaz; aralıklı, kesikli akımlarla toprağa yaklaşır. Kesiklilik süreleri 15-100 mikrosaniye arasında değişir. Öncü adım toprağa 50 metre yaklaşıncaya kadar bu durum devam eder. Bu anda yerden yukarı doğru çıkan bir diğer akımla birleşir. Bu akıma “geri dönen akım” adı verilir. Böylece biri buluttan yere, öteki yerden yukarıya doğru yönelen akımlar birleşerek bir elektrikî kanal meydana getirirler. İşte “yıldırım düşmesi” olayı kısaca budur. Kanaldaki akım şiddetinin tipik değeri 10000 amperdir. Literatürde 100000 amper şiddetindeki akımlardan da söz edilir.

Şimşek ve yıldırımın oluşmasındaki elektrik akımının nereden meydana geldiği ve nasıl oluştuğu hususunda bazı görüşler ileri sürülmüştür. Üst atmosferdeki “iyonosfer” tabakası, güneşten gelen yüklü parçacıklar, radyoaktif elementlerden çıkan elektrik yüklü parçacıklar, iyonlar, kozmik ışınlar bu elektrik akımının oluşmasında mühim faktörler olarak görülmektedir. Husûsiyetle kozmik ışınların rolü üzerinde durulmaktadır.

“Atmosfer elektriği” denilen bu konu atmosfer bilginlerince en zor konulardan biridir. Atmosferde iyi havalarda, elektrikî bir potansiyel gradientinin var olduğu öteden beri bilinmektedir. Bu değerin, okyanuslarda, sanayi merkezlerinde, kıraç alanlarda değişiklik göstermekle birlikte 120 volt/metre civarında olduğu tesbit edilmiştir. Her metre başına 120 voltluk bir gerilimin aslında tehlike teşkil edecek kadar yüksek bir değeri temsil ettiği şüphesizdir. Fakat hava elektrik bakımından iletken sayılmadığı için korkulacak bir durum yoktur. Yere yakın seviyelerdeki hava, aslında çok az iletkendir. Zira serbest elektronlar -veya iyonlar- pek bol bulunmazlar. Atom veya moleküllerin elektrik bakımından nötr (yüksüz) oluklarını biliyoruz. Eğer bir atomdaki elektronlardan biri bu atomu terk ederse, atom pozitif iyon haline geçer; dışarıdan serbest bir elektron alırsa, negatif iyon haline geçer ve iyonize bir ortam meydana gelir.

İYONOSFER NEDİR?

Atmosferin, yerden yaklaşık 100 km yukardaki tabakalarında iyonların pek fazla bulunduğu biliniyor. Bu tabakaya “iyonosfer” denir. Burada basınç ve yoğunluk çok düşüktür. Bütün yeryüzünü çepe çevre saran iyonosfer tabakası, artık yere yakın seviyelerdeki hava gibi az iletken değil, aksine çok iletkendir. İyonosferin bu elektrikî yapısını sürekli olarak koruduğu da bilinmektedir. Bunda kozmik ışınların mühim rolü olduğu belirtiliyor.

Kozmik ışınların nereden geldiği bugün için tam olarak bilinmemektedir. Kozmik ışınlar, ışık hızına yakın bir hızda hareket eden atom parçacıklarıdır ve bunların yerden gelmediği kesinlikle bilinmektedir. Bu ışınların belki Güneş sistemi dışında “Süpernova” patlamalarından kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Parçacıkların büyüklüğü, kütlesi, enerjileri değişik olmakla beraber hepsine “kozmik radyasyon” adı verilir. Uzayın her tarafından üst atmosfere giren parçacıkların bir kısmı yere kadar inebiliyor. Her cm² başına her saniyede bir parçacığın atmosfere daldığı kabul ediliyor. Bir kısmı yerin manyetik alanı sebebiyle geliş yörüngelerinden saptırılıyor. Kozmik ışın bombardımanı olarak da isimlendirilen bu olay, şüphesiz tam anlamıyla dünyadaki mevcut düzen ve dengenin bir ifâdesidir.

Bir şimşek bulutunun tabanı negatif (-), tavanı ise pozitif (+) yüklüdür. Böyle bir bulutun üst kısımları (tavanı) bir hayli yükseklere kadar çıkar. Bulutun pozitif yükleri, iyonosferin negatif yüklerini kendine doğru çekmeye başlar. Bu durumda iyonosferde negatif yükler zamanla azalacağından, iyonosfer artık pozitif elektrikle yüklü sayılır. Tüm iyonosferin pozitif yüklü, tüm yerin de negatif yüklü hale gelişini ve ikisi arasında da hava gibi “yalıtkan” sayılabilecek bir sistemin oluşumunu hayranlıkla görürüz.

Öyle ki, şimşek ve yıldırımın oluşumu ile iyonosferdeki negatif yükler, şimşek bulutları aracılığı ile yeryüzüne akmakta, böylece yer negatif olarak, iyonosfer de pozitif olarak yüklenmektedir. Şu anda bütün dünyada 2000 tane şimşeğin meydana geldiğini hatırlarsak, iyonosfer-atmosfer-yer üçlüsünün elektrikî olarak nasıl kapalı bir sistem oluşturduğunu ve bu sistemin sürekli olarak nasıl beslendiğini daha iyi anlarız. Eğer şimşek olmasaydı, yer bir kaç dakika içinde tüm elektriğini boşaltıp yüksüz bir gezegen haline geçerdi.

Şimşeğin yeryüzündeki hayat bakımından da önemi büyüktür. Şimşek çakışı sırasında, havada bazı kimyevî reaksiyonlar oluşur. Esasen mevcut nemin, yani su buharının da bu reaksiyona girmesiyle bazı azotlu bileşikler meydana gelir ve sonuçta, bunların toprağa geçmesiyle tabiî bir gübre hasıl olur. Bazı araştırıcılar, ürünlerin verim derecesi ile şimşek olayının sayısı arasında çok yakın ilişki bulmuşlardır. Bütün bunların, Yüce Yaratıcı’nın insanlara bahşettiği nimetler olduğunu unutmamalıdır.

Gökteki bulutların oluşması için hem yer kaynaklı, hem de uzay kaynaklı büyük rakamlı sayılarla bile ifâde edilemeyecek kadar çok sayıda parçacıklar üst atmosfere geçecek, buraya taşınan nemli rüzgârlarla “rutubet adveksiyonu” tamamlanacak, yoğunlaşma başlayacak, bulut taneciği oluşacak, bulut taneciği fizikî ve matematik bir plânlamaya göre küçücük yağmur damlası haline gelecek ve bu minicik su damlası yere doğru düşmeye başlayacak… Ama nasıl? Son derece yavaş, tatlı bir iniş yapacak ki, hiç bir şey zarar görmesin.

Zira yağmur damlalarında yerçekimi kanununun, Yüce Yaratıcı tarafından “havanın kaldırma kuvveti” sayesinde yere frenlenerek düştüğünü görürüz. Bütün cisimler için geçerli olan yerçekimi kanunu, küçücük bir damla karşısında çaresiz kalıyor. Yere terminal hız (limit hız) denilen değişmez bir hızla usulcacık, incitmeden düşüyor. Aksi takdirde yükselen bir hızla düşmüş olsaydı belki yeryüzünde bulunan her şeyi yıkıp delip geçecek ve canlılar yağmurla ölü hale geleceklerdi. Bütün bunlar çok iyi bir İlâhî hesabın ve plânın sonucudur.