Nếu một tia sét đánh trúng hồ nước, liệu nó có giết chết cá trong hồ không?

Khi sét đánh xuống hồ, dòng điện mạnh mẽ sẽ lan truyền trong nước. Điều này có thể gây ra một số tác động đến sinh vật dưới nước, đặc biệt là cá.

Câu cá từ lâu đã trở thành một hoạt động thư giãn và giải trí phổ biến, thu hút không chỉ những người đam mê câu cá mà còn cả những người nổi tiếng. Tuy nhiên, với những ai yêu thích hoạt động ngoài trời, một câu hỏi không thể tránh khỏi là: Điều gì sẽ xảy ra nếu sét đánh vào hồ khi chúng ta đang ở đó? Và đối với cá – những sinh vật dành cả đời dưới nước – mối đe dọa này có thực sự nghiêm trọng?

Hiệu ứng bề mặt là một hiện tượng vật lý quan trọng trong lĩnh vực điện từ học, đặc biệt là trong các hệ thống truyền tải điện năng tần số cao. Hiểu đơn giản, khi dòng điện xoay chiều chạy qua một dây dẫn, dòng điện có xu hướng tập trung vào lớp bề mặt của dây dẫn thay vì phân bố đều khắp tiết diện.

Trái với hình ảnh thường thấy trong phim hoạt hình, khi sét đánh vào một vùng nước, dòng điện không ngay lập tức tiêu diệt tất cả sinh vật sống trong hồ. Thay vào đó, dòng điện di chuyển chủ yếu dọc theo bề mặt nước thay vì thâm nhập sâu xuống bên dưới. Hiện tượng này được gọi là “Skin effect – Hiệu ứng bề mặt”, tương tự như cách dòng điện di chuyển trên bề mặt của ô tô hoặc các vật dẫn điện khác khi bị sét đánh. Dòng điện sẽ chạy qua bề mặt thay vì đi qua toàn bộ vật thể.

Hiệu ứng bề mặt là nguyên tắc cơ bản của các lồng Faraday, những vỏ bọc được thiết kế để bảo vệ cấu trúc bên trong khỏi dòng điện. Hiện tượng này cũng xuất hiện ở con người khi bị sét đánh, gọi là “flashover,” có thể gây ra bỏng bề mặt với hình dạng phức tạp được biết đến như các hình Lichtenberg.

Lồng Faraday là một thiết bị được tạo ra từ một lớp vật liệu dẫn điện bao kín, có khả năng ngăn chặn các trường điện từ tác động vào bên trong. Nó hoạt động như một “màn chắn điện” bảo vệ các thiết bị hoặc người bên trong khỏi các tác động của điện trường và từ trường bên ngoài.

Khi sét đánh xuống hồ hoặc đại dương, dòng điện chủ yếu ảnh hưởng đến các sinh vật gần bề mặt. Tuy nhiên, mức độ xuyên thấu của sét vào nước có thể thay đổi, và vẫn còn nhiều điều chưa được hiểu rõ về độ sâu chính xác mà mỗi tia sét có thể đi qua. Vì vậy, đừng dựa vào khả năng lặn sâu của từng loài cá, chúng có thể tránh bị sét đánh khi bơi trong cơn bão.

Mặc dù nhiệt độ của sét có thể lên đến 27.760 độ C (tức khoảng 50.000 độ F), gần gấp năm lần so với bề mặt Mặt Trời, tuy nhiên nước lại có khả năng tản nhiệt tốt, làm giảm đáng kể nhiệt độ của sét khi nó tiếp xúc với mặt nước. Điều này có nghĩa là nước sẽ không bắt đầu sôi khi bị sét đánh, trái ngược với những gì mà nhiều bộ phim hoạt hình thường thể hiện.

Những con cá đang bơi gần bề mặt hoặc ở ngay vị trí sét đánh trúng có khả năng cao bị điện giật và chết ngay lập tức. Tuy nhiên những con cá ở sâu dưới mặt nước thường an toàn hơn vì dòng điện tập trung chủ yếu ở bề mặt. Nhưng, nếu hồ không quá sâu hoặc sét đánh quá mạnh, dòng điện vẫn có thể lan sâu và gây hại.

Trong khi cá có thể được bảo vệ nhờ Hiệu ứng bề mặt, con người không có được sự may mắn tương tự. Nếu một người đang bơi hoặc câu cá trên bề mặt nước khi sét đánh, họ có thể gặp nguy hiểm lớn. Dòng điện từ sét có thể lan rộng từ 10 đến 100 mét hoặc xa hơn, tùy thuộc vào cường độ của tia sét. Điều này có nghĩa là bạn không nhất thiết phải ở ngay gần nơi sét đánh để bị ảnh hưởng bởi năng lượng của nó – có thể lên đến 10 triệu volt.

Sét đánh có thể làm tăng nhiệt độ nước đột ngột tại điểm tiếp xúc, gây sốc nhiệt cho cá và khiến chúng chết. Sóng xung kích từ sét đánh cũng có thể gây tổn thương cho các cơ quan nội tạng của cá, đặc biệt là những con cá có kích thước lớn.

Để đảm bảo an toàn khi có bão, một quy tắc phổ biến được khuyến cáo là “quy tắc 30/30″. Theo nguyên tắc này, khi bạn thấy tia sét đầu tiên, nếu tiếng sấm đi kèm được nghe thấy trong vòng 30 giây hoặc ít hơn, điều đó có nghĩa là cơn bão đã đủ gần để gây nguy hiểm. Càng nghe thấy những tiếng sấm gần nhau, thì cơn bão càng gần. Người ta cũng khuyên nên đợi ít nhất 30 phút sau khi thấy tia chớp cuối cùng trước khi quay lại nước.

Nguyên tắc này dựa trên tốc độ truyền của âm thanh và ánh sáng. Âm thanh truyền với tốc độ 343 mét mỗi giây (khoảng 1 dặm trong 5 giây), trong khi ánh sáng truyền với tốc độ khoảng 300.000 km mỗi giây. Bằng cách đếm số giây giữa tia chớp và tiếng sấm, rồi chia cho ba, bạn có thể ước tính khoảng cách của cơn bão tính bằng km; chia cho năm để ước tính khoảng cách tính bằng dặm.

Sét đánh trúng hồ nước có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với sinh vật dưới nước, nhưng không phải tất cả cá đều chết. Khả năng sống sót của cá phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Cuối cùng, cách tốt nhất và an toàn nhất để tránh bị sét đánh khi đang ở dưới nước là không bơi hoặc câu cá khi có dấu hiệu bão sắp đến. Dù bạn là người yêu thích câu cá hay chỉ muốn thư giãn bên hồ, sự an toàn luôn phải đặt lên hàng đầu. Sét đánh không chỉ là mối đe dọa đối với cá mà còn là nguy hiểm đáng kể đối với con người, đặc biệt khi chúng ta đang hòa mình vào thiên nhiên.