Sét cũng gắn liền với các vị thần trong thần thoại, chẳng hạn như Zeus và Thor, thậm chí nó còn là biểu tượng cảm xúc (emoji) trong văn hóa đại chúng.
Trong cuộc sống, sét có thể vô cùng nguy hiểm khi gây ra các vụ cháy rừng dữ dội và thậm chí đánh chết người. Điều càng tệ hơn là có rất nhiều hiểu lầm về hoạt động của sét. Sau đây, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về nguồn gốc của sét và những điều cần làm để đảm bảo bản thân an toàn khi sét xuất hiện nhé.
Sét là một hiện tượng phóng điện do sự mất cân bằng giữa mây dông và mặt đất, hoặc là ngay trong các đám mây. Hầu hết hiện tượng này xảy ra bên trong các đám mây.
Trong một cơn dông, các hạt mưa, băng hoặc tuyết bên trong những đám mây dông va chạm vào nhau và tích điện. Sau đó, các hạt điện tích âm và dương sẽ tách ra, tạo thành tích điện âm ở phần đáy các đám mây dông.
Những vật thể dưới mặt đất như tháp chuông, cây cối hoặc chính Trái đất đều mang điện tích dương. Điều này tạo nên sự mất cân bằng mà tự nhiên tìm cách khắc phục bằng cách truyền dòng điện giữa hai điện tích. Khi dòng điện phóng xuống mặt đất thì tia sét sẽ xuất hiện.
Những tia sét như vậy có nhiệt độ vô cùng cao. Chúng có thể đốt nóng không khí xung quanh lên tới 27.760oC – nóng gấp năm lần bề mặt của Mặt trời. Nhiệt độ cao như vậy khiến không khí xung quanh nhanh chóng giãn nở và rung lên, tạo ra tiếng sấm rền vang mà chúng ta nghe thấy ngay sau khi nhìn thấy chớp. Trong quá trình này, sét thường ion hóa các phân tử không khí xung quanh, tạo cho tia sét màu xanh tím đặc trưng.
Tuy nhiên, khi đi sâu vào chi tiết, chúng ta vẫn còn nhiều điều chưa hiểu rõ. Chẳng hạn, chúng ta không biết chính xác vì sao các hạt tích điện lại tách ra. Và chúng ta chưa bao giờ quan sát thấy một trường điện đủ mạnh để tạo ra tia sét trong mây – chúng luôn yếu hơn nhiều so với dự đoán. Trên thực tế, điện trường quan sát được trong các đám mây dông thường yếu hơn 10 lần so với tĩnh điện mà ta tạo ra khi đi qua tấm thảm lông dày.
Các loại sét
Ta có thể chia chúng thành ba loại chính dựa trên vị trí bắt đầu và kết thúc: sét trong mây xảy ra trong một đám mây duy nhất; sét giữa các đám mây bắt đầu và kết thúc giữa hai đám mây; và sét từ mây xuống đất bắt nguồn từ đám mây dông và kết thúc ở đâu đó dưới mặt đất.
Những tia sét đánh từ các đám mây xuống mặt đất rất phổ biến – mỗi giây có khoảng 100 tia sét đánh xuống bề mặt Trái đất. Tuy nhiên, sức mạnh của chúng vô cùng phi thường. Mỗi tia sét có thể chứa tới một tỷ volt.
Một tia sét điển hình đánh từ mây xuống đất bắt đầu khi một chuỗi điện tích âm theo từng bậc, gọi là luồng mở đường bậc (stepped leader), lao xuống từ đáy đám mây dông hướng về Trái đất theo một kênh dẫn với tốc độ khoảng 300.000 km/h. Mỗi đoạn trong chuỗi này dài khoảng 46m.
Khi bậc thấp nhất nằm trong phạm vi 46 m của một vật thể mang điện tích dương, nó sẽ gặp một luồng điện tích dương đang leo lên, gọi là luồng đi lên (streamer), có thể xuyên qua một tòa nhà, một cái cây hoặc thậm chí một con người.
Khi hai luồng này gặp nhau, một dòng điện chạy qua khi các điện tích âm bay xuống kênh dẫn hướng về mặt đất. Đồng thời, một tia chớp mắt thường nhìn thấy được sẽ lóe lên theo hướng ngược lên, truyền điện trong quá trình này dưới dạng sét.
 |
Sét có thể vô cùng nguy hiểm khi gây ra các vụ cháy rừng dữ dội và thậm chí đánh chết người. Nguồn: RooM the Agency/Alamy |
Một số loại sét, bao gồm cả những loại phổ biến nhất, không bao giờ rời khỏi đám mây. Thay vào đó, chúng di chuyển giữa các vùng tích điện khác nhau bên trong hoặc giữa các đám mây. Nhiều dạng sét hiếm gặp khác có thể bắt nguồn từ những vụ cháy rừng nghiêm trọng, phun trào núi lửa hoặc bão tuyết.
"Màn chớp sáng" là một tia sét từ xa làm bừng sáng toàn bộ đáy của đám mây. Các tia sét khả kiến khác có thể xuất hiện dưới dạng tia sét chuỗi hạt, tia sét dạng dải ruy băng hoặc sét tên lửa.
Khoảng 1-20 tia sét đánh từ đám mây xuống mặt đất là "sét dương" – một loại sét bắt nguồn từ đỉnh đám mây dông mang điện tích dương. Những tia sét này đảo ngược chiều dòng điện so với các tia sét thông thường, chúng mạnh hơn và có sức tàn phá lớn hơn nhiều. Sét dương có thể lan rộng trên khắp bầu trời và đánh "bất ngờ" xuống vị trí cách đám mây dông sinh ra nó hơn 16 km. Do đó, sét dương là một trong những loại sét hiếm gặp nhất.
Sét hòn là một loại sét hiếm gặp khác. Đây là một quả cầu nhỏ mang điện tích, có thể trôi nổi, phát sáng và nảy lên, không tuân theo các định luật vật lý hoặc trọng lực. Loại sét này vẫn khiến các nhà khoa học bối rối.
Điều gì xảy ra khi sét đánh?
Mỗi năm, sét gây ra khoảng 24.000 ca tử vong trên toàn thế giới. Hàng trăm người khác sống sót qua tai nạn này sẽ phải chịu nhiều triệu chứng kéo dài như mất trí nhớ, chóng mặt, suy nhược, tê liệt và những bệnh lý khác ảnh hưởng đến tính mạng.
Sét đánh có thể gây ngừng tim và bỏng nặng, nhưng cứ 10 người bị sét đánh thì có 9 người sống sót. Tại Hoa Kỳ, tỷ lệ bị sét đánh là 1/1.000.000, theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh.
Nhiệt độ cực cao của sét sẽ làm bốc hơi nước bên trong cây, tạo ra hơi nước có thể làm cây nổ tung. Sét cũng có thể truyền dòng điện rất nhanh qua nước và kim loại.
Cách phòng sét đánh
Trái với kinh nghiệm dân gian, sét có thể đánh nhiều lần xuống cùng một điểm.
Khi nhìn thấy sét hoặc dông bão, Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) khuyến cáo mọi người nên tránh xa khu vực có nước, vật thể kim loại và cây cao, nhất là khi bạn đang làm việc ngoài trời. Bạn cũng không nên trú ẩn trong các công trình nhỏ như kho chứa mà nên vào trong nhà.
Nhiều ngôi nhà được nối đất bằng các thanh kim loại và nhiều vật liệu bảo vệ khác giúp dẫn điện từ tia sét xuống đất và không gây hại. Kể cả trong trường hợp bạn không dựng cột chống sét, nhà bạn cũng có thể vô tình nối đất nhờ hệ thống ống nước, máng xối hoặc các vật liệu khác.
Các tòa nhà được nối đất sẽ đảm bảo an toàn cho người ở trong, song cần nhớ là bạn không được chạm vào nước máy hoặc dùng điện thoại cố định do dòng điện có thể chạy qua gây giật.
Ô tô cũng là một nơi trú ẩn an toàn – nhưng không phải vì lý do như nhiều người nghĩ. Lốp xe có thể dẫn điện, cũng như khung kim loại của xe dẫn điện từ sét xuống đất mà không gây hại.
Hãy ở trong nhà trong 30 phút kể từ lần cuối bạn nhìn thấy sét hay nghe thấy tiếng. Đã có trường hợp người bị sét đánh từ cơn dông cách đó 16 km.
Nguồn:
nationalgeographic, newscientist
Bài đăng KH&PT số 1355 (số 31/2025)
Hiếu Ngân tổng hợp