Глава 8
НЕБЕСНАЯ ФЕЕРИЯ
«Небо пылало. Прозрачная вуаль покрывала небосвод. Какая-то невидимая сила колебала ее. Вся она горела нежным лиловым светом. Кое-где показывались яркие вспышки и тут же бледнели, как будто лишь на мгновение рождались и рассеивались облака, сотканные из одного света... В нескольких местах еще раз вспыхнули лиловые облака. Какую-то долю секунды казалось, что сияние погасло. Но вот длинные лучи затрепетали бледно-зеленым цветом, быстрые как молнии, метнулись к зениту. На мгновение замерли в вышине, образовали огромный сплошной венец, заколебались и потухли...» — так описал полярное сияние известный полярник Г. А. Ушаков.
Полярные сияния издавна привлекали внимание людей своей необычностью. Они никогда не повторяются в деталях и характеризуются большим разнообразием форм и красок.
Полярные сияния, как и многие другие необычные природные явления, суеверные люди издавна считали за некие «божьи знамения». Это им усиленно внушали церковники, особенно если «знамение» совпадало с каким-то выдающимся событием.
Во время грандиозного сражения 5 апреля 1242 г. на льду Чудского озера, вошедшего в историю под названием Ледового побоища, русские войска нанесли жестокое поражение немецким захватчикам, вторгшимся на нашу землю. Русскими воинами командовал Александр Невский. Он разгадал тактический замысел немцев — разбить русскую армию на части и уничтожить ее. Для этого они строили свои войска в форме «свиньи» — своеобразного клина. В головной части и по бокам ее двигались рыцари, закованные в броню. Они действовали как таран, все сокрушая на своем пути.
Александр Невский решил беспрепятственно пропустить «свинью» в глубь озера, а затем разгромить ее ударами с флангов. На ледяном поле разгорелась жестокая битва. Русские воины сражались героически.
«Были сердца у них, как у львов... — отмечает летописец, — ...была тут злая и великая сеча... и слышен был треск от ломающихся копий и звук от ударов мечей, так что и лед на замерзшем озере подломился и не видно было льда, потому что покрывался кровью».
В самый разгар сражения небосвод на севере начал светлеть и затем вспыхнул мерцающим пламенем. Из-за горизонта выдвинулась разноцветная дуга. Она вдруг рассыпала по небосводу бесчисленные снопы розовых, красных, оранжевых, бледно-зеленых лучей.
«Божье знамение! Чудо!» — радостно восклицали русские люди, глядя на небо. С удесятеренной силой они обрушились на врага и сокрушили его.
Это победоносное сражение имело большое историческое значение. Русские земли были освобождены от иноземцев.
Что это было за явление природы, которое невольно помогло нашим воинам одержать победу?
 |
Это красочное видение, феерическое зрелище. Словно сказочный волшебник рассыпал по небу бесчисленные снопы разноцветных лучей, живых, трепещущих, мерцающих, издающих слабый шелест полета тысяч невидимых птиц... |
Никакого чуда, конечно, не было. Во время сражения на небе появилось полярное сияние. Оно было столь необычным и красочным, что верующим и монахам померещились «небесные воинства», сходившие на землю, чтобы помочь сражавшимся русским воинам.
В холодных северных и южных приполярных районах зимы долгие и суровые, с продолжительной ночью, солнце месяцами не появляется на горизонте. Как бы компенсируя отсутствие дневного светила, мрак полярной ночи развеивается полярными сияниями. Они полыхают по нескольку часов подряд, а иногда в течение суток. В это время становится светло, как при полнолунии.
Когда разгораются небесные дали, кажется, будто тысячи птиц шелестят в воздухе своими крыльями. Этот шелест издают множество крошечных электрических искорок: происходит «тихая бесшумная гроза», когда не блещут молнии и не слышно раскатов грома.
Почему же происходят полярные сияния?
Изучением их занимаются давно. Еще М. В. Ломоносов высказал правильное предположение, что небесные сполохи, так называют полярные сияния жители Севера, в своей основе имеют электрическую природу. Он брал стеклянный шар, из которого был выкачан воздух, пропускал через него электрические заряды и получал нечто похожее на полярные сияния в миниатюре. Ученый сделал вывод: «...весьма вероятно, что северные сияния рождаются от происшедшей на воздухе Електрической силы...»
Исследования продолжались, ученые подтвердили предположение М. В. Ломоносова. Они заполняли полые трубки азотом, водородом, аргоном, неоном и другими разреженными газами и пропускали через них электрический ток. Опыты показали, что каждый газ светится по-своему: неон — красным, аргон — голубым, кислород — зеленым цветом и т. д. Научным путем было доказано, что полярные сияния действительно имеют электрическую основу.
Далее установлено, что свечение происходит в верхней части атмосферы — ионосфере — и возникает на высоте от 80 км и выше.
Активность полярных сияний зависит от состояния Солнца. Если на светящейся его поверхности—фотосфере— появляется много пятен, а это происходит примерно через каждые одиннадцать лет, то полярные сияния наблюдаются чаще и охватывают обширные пространства. В таких случаях их можно увидеть в Ленинграде, Москве и в более южных районах. Например, полярное сияние 4 февраля 1872 г. наблюдали почти на всем земном шаре.
Очень сильным полярное сияние было в ночь с 25 на 26 января 1938 г. Его видели жители почти всей европейской части нашей Родины.
Наша планета представляет собой гигантский магнит, и потому у нее есть свое огромное магнитное поле, которое оказывает влияние на многие природные процессы.
С поверхности Солнца выбрасывается огромный поток заряженных частиц (протонов и электронов), называемых «солнечным ветром»; сталкиваясь с различными атомами и молекулами воздуха в верхней части атмосферы, они порождают полярные сияния. Изучая их, ученые получают сведения о составе газов верхних частей атмосферы, о скорости и энергии частиц «солнечного ветра», одновременно исследуются процессы, связанные с возникновением магнитных бурь.
Ученым стало известно, что полярные сияния и магнитные бури — явления взаимосвязанные. Интенсивные полярные сияния вызывают сильные возмущения в магнитном поле Земли — разражаются мощные магнитные бури. Это ничего хорошего не сулит, ибо нарушается нормальная работа телеграфа, телефона, радиосвязи, сильно «шалит» стрелка компаса.
В январе 1975 г. русские и французские ученые произвели грандиозный эксперимент «Аракс». Слово это составлено из начальных букв французских слов, которые означают: искусственное полярное сияние — Кергелен — Советский Союз.
С острова Кергелен в Индийском океане была запущена ракета «Эридан» с электронной пушкой, созданной нашими учеными. В заданное время в атмосферу был выброшен поток заряженных частиц, вызвавший над северной тайгой искусственное полярное сияние, зарегистрированное установками в Пинежском районе. И хотя сияние было слабым и коротким и погода не благоприятствовала проведению эксперимента, все же опыт удался. Перед учеными открылась перспектива более углубленного познания процессов, совершающихся в околоземном пространстве.
Над частью небесного экрана, самой природой отведенной для демонстрации полярных сияний, располагается зона, где господствуют серебристые облака.
 |
Серебристые облака, наблюдавшиеся 6—7 июля 1951 г. Они ярко блистали в ночном небе чистыми белыми серебристыми лучами. Сквозь них просвечивало сияние далеких звезд. |
А теперь перенесемся в эпоху событий почти вековой давности.
15 июня 1885 года. Темная ночь, Москва погрузилась в глубокий сон. Но в астрономической обсерватории ночь — самое оживленное рабочее время. Объективы телескопов нацелены в небо. Ведутся наблюдения за далекими мирами. Но почему так волнуется один из наблюдателей за небесными светилами — профессор В. К. Церасский?
— Поразительно и очень даже странно! Что это значит, откуда эти волны? И на такой огромной высоте! — взволнованно восклицает профессор и снова приникает к окуляру. Привлеченные его возгласами, подходят другие астрономы, смотрят и тоже удивляются.
Да, сомнений не было. Перед их глазами в глубине воздушного океана проплывали странные, невиданные ранее облака жемчужно-серебристого цвета и очень прозрачные.
Профессор видел так называемые серебристые облака. Ими заинтересовались ученые мира, и сейчас их изучают во многих странах мира — США, Англии, Японии, Швеции. В Советском Союзе наблюдения ведутся более чем в 200 пунктах.
Интерес к серебристым облакам особенно возрос в связи с изучением циркуляции верхних слоев атмосферы, полетами космических кораблей и спутников, запусками ракет. За годы, прошедшие после открытия профессора В. К. Церасского, о серебристых облаках узнали многое. Оказалось, что они обладают многими загадочными свойствами и качествами; они появляются лишь в строго ограниченной зоне на высоте 80—90 км над поверхностью Земли; поле их распространения ограничено «коридором» от 45 до 65° с. ш.; облака охватывают огромные пространства — в несколько миллионов квадратных километров; они представляют собой сложную систему струй, полос, завихрений, быстро меняющих свое расположение; облака прозрачны и свободно пропускают свет даже удаленных звезд; скорость движения облачных форм очень велика — до 200 м/с; они отражают солнечный свет.
Почти столетие прошло со времени обнаружения серебристых облаков, а причины их происхождения пока не выяснены. Существует несколько гипотез.
В 1883 г. произошло грандиозное извержение вулкана Кракатау, и в атмосферу были выброшены десятки миллионов тонн вулканической пыли. Полагали, что она и была причиной свечения неба. Прошло несколько лет, пыль осела, но серебристые облака по-прежнему периодически сияли на небе. Значит, вулканическая деятельность здесь ни при чем.
Тогда появилась метеорная гипотеза, связанная с падением на Землю Тунгусского метеорита; но и это предположение оказалось несостоятельным.
Затем была выдвинута «ледяная» гипотеза: таинственные облака состоят из кристалликов льда. Чтобы проверить правильность этого, в 1961 г. проделали следующий опыт: в небольшом участке мезосферы распылили 95 т воды. Ожидали, что это вызовет бурное развитие серебристых облаков, но этого не произошло.
Наконец появилась последняя на сегодняшний день «компромиссная» метеорно-ледяная гипотеза: серебристые облака состоят из ледяных кристалликов, образовавшихся в результате сложных процессов, происходящих под влиянием Земли и космоса.
Из физики известно, что для образования капелек воды и кристалликов льда нужны мельчайшие частицы, так называемые ядра конденсации. Согласно гипотезе, они поступают из космоса в виде метеоритной пыли. С целью проверки этого явления шведские и американские ученые произвели запуск 4 метеорологических ракет в гущу серебристых облаков, а потом исследовали взятые пробы.
Оказалось, что на высоте 85—90 км в атмосфере содержалось в 3—5 раз больше частиц по сравнению с соседними слоями воздуха. Частицы, захваченные ловушками ракет, в основном состояли из железа и никеля в отношении 10:1. Примерно такое соотношение этих элементов находится и в метеоритах.
Как будто гипотеза подтвердилась, но...
В последующие годы была сделана новая попытка исследования облаков с помощью метеорологических ракет, но безрезультатно — ловушки оказались пустыми.
Откуда берется вода для образования льдинок? Попадает ли она сюда из нижних слоев атмосферы или поступает из космоса?
Уже на высоте 30—35 км от поверхности Земли атмосфера настолько суха, что в ней почти не бывает водяных паров. Значит, на высоту 80—90 км вряд ли может снизу поступить количество воды, необходимое для образования ледяных частичек, формирующих серебристые облака. В таком случае, утверждают сторонники «компромиссной» гипотезы, вода имеет полуземное происхождение. Она образуется в процессе химического соединения кислорода земной атмосферы с «солнечным водородом» — протонами, доставляемыми потоками солнечного происхождения. Но все это лишь догадка.
Из того, о чем мы рассказали, читатель уже, очевидно, сам сделал вывод о сложности природы серебристых облаков. Ученым мира предстоит немало еще потрудиться, чтобы раскрыть не только земные, но и космические тайны.
