在人类历史的大部分时间里，人们一直对以下事物感到恐惧：。可怕的螺栓从上面，闪电是一个众神的工具打击凡人的狂妄自大（或者他们不幸喜欢在树下躲避暴风雨）。
的发现和实施本杰明·富兰克林的避雷针驯服了这件曾经强大的神器。尽管如此，闪电的力量仍然存在于我们的想象中。好莱坞认为它足够强大，可以让 20 世纪 80 年代初设计奇特的汽车重新流行起来。打破时空连续体。
在漫画世界中，它是发展超能力的公式。它还被赋予了权力让死者重获新生，尽管并不总是达到预期的效果。
一道闪电到底有多少能量？这个问题似乎之前就应该有明确的答案，但事实证明很难定量地回答。
在我的研究中，我们以新的方式解决了这个问题：我们根据闪电形成的岩石的大小推断出闪电有多大。
粗略估计
闪电显然是强大的：人们只需看看一棵树，它从中心被劈成碎片就可以证明。闪电产生的温度比太阳表面还热，超过20,000摄氏度，一个与人类体验无关的温度。
该温度测量提供估算闪电能量的一种方法。将空气加热到高温需要一定的能量。
通过测量雷击的长度，乘以将空气加热到数万度所需的单位长度的能量，我们可以计算出闪电的能量。
或者，我们可以通过考虑雷击电压来测量闪电能量。
伏特是每组电子从物体的一侧流向另一侧（例如电池）时释放的能量的量度。
当雷击时，我们可以确定它在附近的电力线上感应出的电压;测量范围从数十万伏到数百万伏。
从欧姆定律，我们可以通过将其乘以闪电期间移动的电子数量（称为电流）来计算闪电的功率。如果我们知道这次罢工的持续时间，我们就可以计算出能量。
这些方法有很大的误差范围：没有正确计算雷击的长度，或者单位长度加热的气体量错误，或者温度、电压或电子数量——所有这些都会给这些计算带来相当大的误差。
是否有另一种计算闪电能量的方法可以减少一些误差？佛罗里达州独特的地质为回答这个问题提供了一条有趣的途径。
闪电化石
对于摇滚爱好者来说，佛罗里达州往往是一个相当无聊的州。有沙子，也有石灰石。除此之外，从地质学角度来说，所有这些都还很年轻。
有时沙子在石灰岩的顶部，有时在侧面。有时沙子是在 1500 万年前沉积的，有时是 500 万年前沉积的。有很多沙子。
佛罗里达州的天气有点有趣；这实际上是美国的一个州最常被闪电击中。
很多时候，闪电会击中覆盖该州的沙子。当它这样做时，它会产生一种新型岩石，称为电闪岩——闪电穿过沙子时形成的空心管，使沙子蒸发并熔化其外边缘。
当沙子冷却得很快时，空心管就会冻结在玻璃中，记录闪电传播的路径。根据定义，电闪岩是一种变质岩，在热量和压力的作用下从沙子变成了新的东西。
雷电岩通常很罕见，除非您知道去哪里寻找。佛罗里达州中部半岛拥有多个沙矿，为道路、水泥、高尔夫球场和游乐场提供原材料。
在一个地点，我们收集了数百颗雷电岩；现场有超过 250 颗，还有更多是在弃土堆中发现的，这些弃土是在装上卡车之前从沙子中过滤出来的。
这些地点与佛罗里达州的其他地方并没有什么不同——它们不是某种闪电磁铁——但地质环境正好适合它们长期存在。
这些沙矿里面可能埋藏着大约一百万年的雷电岩。它们很容易找到——因为玻璃不是你想要的商业沙子，所以矿井会把它们过滤掉。
电闪岩的厚度范围从婴儿小指大小到人手臂大小不等。
较厚的雷电必须由能量更高的闪电形成：较厚的雷电岩意味着必须蒸发更多的沙子。我们发现的大多数雷电岩都是短碎片，但发现的最长的碎片有一两码长。
从电闪岩计算
将沙子蒸发成气体需要一定的能量。首先，沙子必须被加热到 1700°C 左右，大约是熔岩的温度。
在这个温度下，沙子会融化。然后，熔沙必须加热到略低于 3000°C 的温度才能蒸发。加热并蒸发一公斤沙子大约需要 15 兆焦耳的能量。
这大约相当于美国家庭平均 6 小时消耗的能量，或者普通汽车每小时行驶 300 英里时所具有的动能。
沙矿回收过程中发现的最大的电闪岩。图片：马特·帕塞克
在测量了我们的电熔岩之后，我们确定平均而言，形成这些岩石所需的能量至少约为每米形成的电熔岩所需的能量约一兆焦耳。我们计算了每米的能量，因为在大多数情况下，我们收集的雷电岩都被破碎了。
因此，根据我们的计算，好莱坞有多接近，估计如下回到未来闪电的功率为 1.21 吉瓦？
功率是单位时间的能量，我们对电熔岩的测量表明，兆焦耳的能量可以在千分之一到百万分之一秒内形成岩石。因此，千兆瓦实际上是偏低的——闪电功率可能是它的一千倍，达到太瓦，尽管平均值可能是几十吉瓦。
这些能量足以为大约十亿个房屋供电，尽管只持续了百万分之几秒。不幸的是，鉴于闪电的偶发性和不可预测性，任何电网都无法有效利用闪电。
但有了这么大的力量，也许在强化的德罗宁中打破时空连续体并不是那么不可行……。
模式中的一个奇怪之处
当我们深入研究这些电闪岩时，数据中出现了一些奇怪的情况。我们的能量测量遵循所谓的“对数正态”趋势。
能量曲线并不遵循我们在自然现象分布中经常看到的钟形曲线（例如美国男性的身高），而是不太平衡。就身高而言，高于平均水平两英寸的男性和低于平均水平两英寸的男性数量相同。
但对于雷电来说，大的雷击比一般的雷击要大很多，而较小的雷击却比平均的雷击小不了多少。平均两倍的罢工与平均一半的罢工一样频繁。
现在为什么这会很有趣或有用呢？测量闪电能量是测量潜在损害的一种方法：雷击可以使岩石蒸发，那么它会对木材或电子产品产生什么影响呢？
我们的测量显示，最大的雷击是平均雷击的数倍：一次大的雷击可能是平均雷击的 20 倍。
这对于一个防雷系统来处理。根据我们基于岩石的方法计算出的峰值能量可以让我们了解我们可能预期的最大损害，并最终可以为最坏的情况做好更好的准备。
