Rahasia Kimiawi di Balik Kilatan Badai

Bayangkan awan badai sebagai sebuah pabrik kimia raksasa. Di dalam awan ini, angin bertiup sangat kencang dan membuat kristal-kristal es kecil di dalamnya saling bertabrakan dengan butiran es yang lebih besar.

Saat mereka bergesekan, terjadi transfer elektron—yaitu partikel kecil bermuatan negatif. Kristal es yang kecil kehilangan elektronnya, sedangkan butiran es yang besar merebut elektron tersebut. Akibat saling rebutan elektron ini, awan mengalami ionisasi atau pemisahan muatan.

Bagian atas awan menjadi penuh dengan ion positif karena kehilangan elektron, sementara bagian bawah awan menjadi sangat negatif karena menampung semua elektron hasil curian tadi. Muatan negatif di dasar awan ini sangat kuat, sampai-sampai ia "mengusir" elektron yang ada di permukaan tanah untuk masuk lebih dalam ke dalam bumi. Efeknya, benda-benda di permukaan bumi seperti pohon atau gedung menjadi bermuatan positif. 

Lalu, kapan petir menyambar?

Udara sebenarnya adalah isolator alami yang menahan agar listrik tidak mengalir bebas. Namun, ketika muatan negatif di bawah awan sudah terlalu menumpuk, pertahanan udara ini jebol. Elektron dari awan mulai melesat ke bawah mencari jalan.

Sepanjang perjalanannya, elektron berenergi tinggi ini menghantam molekul gas nitrogen (\[N_{2}\]) dan oksigen (\[O_{2}\]) di udara hingga mereka pecah dan terionisasi. Udara yang dilewati berubah wujud menjadi plasma, sebuah koridor gas yang bisa menghantarkan listrik. Begitu koridor ini tersambung dengan muatan positif dari bumi, bum! Arus listrik raksasa mengalir seketika dan kita melihatnya sebagai kilatan petir.