Apa Penyebab Terjadinya Petir?
Ada beberapa teori yang menjelaskan bagaimana petir terbentuk. Para ilmuwan masih belum berhasil mencari tahu penyebab pasti fenomena alam ini. Tapi, mekanisme polarisasi dalam awan adalah teori yang diterima secara luas di seluruh dunia.
Pembentukan Awan Kumulonimbus
Air dari danau, sungai, kolam, lautan, dan semua air yang ada di permukaan bumi menguap dan naik ke atmosfer bumi dalam bentuk gas dengan proses yang disebut konveksi.
Uap air yang naik ke atmosfer terus terakumulasi membentuk awan kumulonimbus yang besar, padat, dan sangat tinggi pada ketinggian 15000-25000 kaki diatas permukaan laut. Pada ketinggian tersebut sebagian partikel air di awan berubah menjadi partiel es atau salju.
Muatan Listrik dan Ionisasi
Saat badai, arus udara yang kuat menyebabkan partikel air dan es didalam awan kumulonimbus bertabrakan satu sama lain. Para ilmuwan percaya bahwa tabrakan-tabrakan ini menghasilkan muatan listrik, positif dan negatif.
Lalu muatan positif dan negatif terpisah dari satu sama lain. Muatan negatif bergerak ke bagian bawah awan. Muatan positif tertinggal di bagian atas dan tengah awan.
Muatan negatif menyebabkan muatan positif berkumpul di daerah sekitar awan dan permukaan tanah dibawah. Muatan listrik terus menguat dan membuat awan bermuatan negatif dan permukaan bumi bermuatan positif. Perbedaan muatan antar awan dan permukaan bumi ini sangat mendukung munculnya petir.
Pembentukan Petir
Ketika perbedaan muatan listrik cukup besar, muatan besar dalam awan mengionisasi udara dan membuat udara menjadi jalur atau konduktor listrik yang baik. Kemudian percikan besar dihasilkan sehingga menyebabkan listrik mengalir melalui udara ke titik lainnya dengan muatan yang berlawanan.
Petir ini dapat terbentuk antar dua awan(cloud to cloud lightning), dari awan ke permukaan tanah(cloud to ground lightning), atau dari satu bagian awan ke bagian lain dari awan yang sama(in-cloud lightning).
Setelah hubungan antara dua muatan berlawan dan jalur sudah terbentuk, muatan positif mengalir melalui jalur tersebut untuk bertemu dengan muatan negatif.
Pola zigzag terbentuk karena udara terionisasi secara tidak seimbang. Petir terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Petir dapat mencapai suhu 30.000 celcius, 5 kali suhu permukaan matahari.
Setelah udara, permukaan bumi, dan awan sudah dinetralkan oleh petir; petir tidak akan menyambar lagi. Tapi terkadang perlu lebih dari satu sambaran petir untuk menetralkan muatan, yang kita kenal sebagai badai petir.
Apa Penyebab Terjadinya Petir Ketika Gunung Berapi Meletus?
Erupsi vulkanik atau letusan gunung berapi sering disertai dengan penampilan petir. Sekali lagi, para ahli masi belum dapat mengetahui secara pasti mengapa terjadi petir saat terjadi erupsi vulkanik. Berikut dibawah ini adalah teori yang dipercaya oleh para ahli.
Petir terjadi ketika ada aliran listrk antar muatan positif dan negatif. Dalam kasus petir saat hujan badai, petir terjadi sebagai hasil dari partikel air yang saling bertabrakan.
Namun dalam kasus petir saat letusan gunung berapi, tabrakan antara partikel abu dan debu menghasilkan petir. Ketika gunung berapi meletus, gunung berapi mengeluarkan partikel abu panas, uap, dan gas. Ketika partikel debu vulkanik bertabrakan satu sama lain, pemisahan muatan terjadi dengan proses yang disebut aerodynamic sorting.
Pemisahan muatan positif dan negatif yang terjadi di awan vulkanik menyebabkan awan tersebut bermuatan positif di salah satu ujung dan bermuatan negatif di ujung satunya lagi. Pemisahan ini terus berlanjut sampai terlewat batas dan listrik mulai mengalir antar kedua muatan yang berbeda. Sehingga menyebabkan terjadinya petir saat letusan gunung berapi.
Petir dapat terjadi secara independen, tidak terbatas saat badai saja. Sifat petir yang tidak dapat diduga inilah yang menyebabkan petir ini sangat berbahaya. Tidak ada yang tahu kapan, dimana, dan dengan intensitas seperti apa petir akan menyambar.
Image courtesy of John Fowler, via Flickr
