Ο κεραυνός μπορεί να προκαλέσει πυρηνικές αντιδράσεις, δημιουργώντας σπάνια ατομικά ισότοπα

Σπάνιες μορφές ατόμων, όπως ο άνθρακας-13, ο άνθρακας-14 και το άζωτο-15, έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό για να υπολογίσουν τις ηλικίες των αρχαίων τεχνουργημάτων και να διερευνήσουν τις αποχρώσεις των προϊστορικών τροφικών αλυσίδων. Η πηγή αυτών των σπάνιων ισοτόπων; Πολύπλοκοι καταρράκτες υποατομικών αντιδράσεων στην ατμόσφαιρα που προκαλούνται από κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας από το διάστημα. Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων προσθέτει έναν ακόμη εκκινητή ισοτόπων στη λίστα της:τον κεραυνό. Ο άνθρακας-13, ένας ανιχνευτής που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση μιας ποικιλίας γεωχημικών διεργασιών, σχηματίζεται συνήθως όταν κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας εισέρχονται στην ατμόσφαιρα και χτυπούν την πιο άφθονη μορφή αζώτου εκεί - τα άτομα αζώτου-14. Τα άτομα χάνουν ένα νετρόνιο και το ασταθές άτομο αζώτου-13 που μένει πίσω αποβάλλει ένα νετρίνο και ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο, ή ποζιτρόνιο. Η αντίδραση (και ο επακόλουθος αφανισμός του ποζιτρονίου όταν συγκρούεται με ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο) παράγει ένα σταθερό άτομο άνθρακα-13 και δύο ακτίνες γάμμα με μια πολύ συγκεκριμένη ενέργεια—που χρησιμοποιούνται συχνά για την ανίχνευση κοσμικών ακτίνων. Όμως τον Φεβρουάριο, οι επιστήμονες που παρατήρησαν μια απογευματινή καταιγίδα στα ανοιχτά της βορειοδυτικής ακτής της Ιαπωνίας πήραν τα ίδια σήματα. Επιπλέον, η ομάδα ανίχνευσε επίσης το ευρύτερο φάσμα ακτίνων γάμμα που εκπέμπεται από ασταθή άτομα αζώτου-15 που δημιουργούνται όταν ελεύθερα νετρόνια συγκρούστηκαν με άτομα αζώτου-14. Αυτό σημαίνει ότι ισχυροί κεραυνοί μπορούν να εξαπολύσουν την ίδια αναταραχή πυρηνικών αντιδράσεων με τις κοσμικές ακτίνες, αναφέρουν σήμερα οι ερευνητές στο Nature . Όμως, προσθέτουν, τα ισότοπα που δημιουργούνται από αυτές τις καταιγίδες πιθανότατα αποτελούν ένα μικρό μέρος όλων αυτών των ατόμων—έτσι τα νέα ευρήματα είναι απίθανο να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο άλλοι επιστήμονες τα χρησιμοποιούν για χρονολόγηση και γεωανίχνευση.