Ионосфера отражает радиоволны и позволяет осуществлять радиосвязь между странами и континентами.
Что такое озонный слой?
Обычный кислород, вдыхаемый человеком и животными, состоит из молекул — маленьких частиц, содержащих два атома кислорода. На высоте от 15 до 50 км ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет эти молекулы на отдельные атомы. Каждый из них может прилипнуть к нормальной молекуле кислорода. Тогда возникает новый вид кислорода, называемый озоном. Его молекулы состоят уже из трех атомов. Озон имеет чрезвычайно важное свойство поглощать ультрафиолетовое излучение. А оно представляет большую опасность для всего живого на Земле. Только благодаря озонному слою, который особенно плотен на высоте от 20 до 30 км, зародилась жизнь на материках.
Если бы 500 миллионов лет назад не возник этот защитный слой, то сегодня существовали бы только морские животные: ведь их предохраняет вода, которая тоже поглощает ультрафиолетовое излучение. Сильный поток частиц во время солнечных вспышек может на какое-то время ослабить озонный слой.
По мнению ученых, загрязнение окружающей среды также приводит к медленному разрушению озонного слоя.
Что такое полярное сияние?
Большинство частиц солнечного ветра отклоняется земным магнитным полем и не достигает земной поверхности. Но, как мы знаем, некоторые из них могут проникать в деформированное магнитное поле. Эти частицы собираются в «хвосте» магнитного поля и в радиационных поясах над ночным полушарием Земли, где временно задерживаются. Но внезапно частицы могут начать стремительное движение вдоль силовых линий к Земле и в полярных областях проникают в верхние слои атмосферы. После соударения частиц радиационных поясов с молекулами воздуха те начинают излучать свет. Так возникают полярные сияния. Похожим образом электронный луч в телевизионной трубке возбуждает свечение атомов на экране. Полярные сияния бывают разного цвета и формы. Они могут иметь форму луча или дуги, блуждающего света или медленного тления. Чаще всего их наблюдают в той части северного полушария, которая включает в себя северные области Скандинавии, Канаду и Аляску. Иногда полярное сияние можно увидеть и в Центральной Европе. Здесь оно возникает как красное мерцание в северной части неба.
Порой это явление наблюдают и в Азии.
Видимо, раньше люди видели полярные сияния чаще. В деревни даже вызывали пожарные машины, так как казалось, что на севере случился большой пожар.
Теперь ночью города освещены столь ярко, что трудно заметить тусклый свет на небе. Разумеется, полярное сияние возникает и в южном полушарии. Но в этом случае нельзя называть его северным сиянием.
Полярное сияние в Норвегии и Канаде — обычное явление.
Зависит ли излучение Солнца от его возраста?
К счастью для обитателей Земли, Солнце уже миллионы лет светит почти одинаково. Ослабни солнечное излучение всего на 5 %, и начался бы новый ледниковый период! А если бы оно уменьшилось на 10 % — Земля оледенела бы полностью. Изменения солнечного излучения происходят не регулярно.
Иногда возникают кратковременные колебания в пределах 0,1 % и изменения, связанные с циклами солнечной активности. Но наряду с ними в последние столетия в жизни Солнца бывали и длительные периоды спокойствия, и бурные времена. Например, до нас дошли свидетельства астрономов прошлого о Солнце в период между 1650 и 1710 годами, который называют еще минимумом Маундера. В это время мощность излучения Солнца не достигала обычной величины. Чрезвычайно редко наблюдались полярные сияния и солнечные пятна. Зимы были долгими и очень холодными. В Европе дети на месяц дольше обычного могли кататься на санках и лепить снежных баб. Противоположным образом вело себя Солнце в Большом средневековом максимуме между 1100 и 1250 годами. Излучение Солнца было особенно мощным и активным. Климат настолько потеплел, что даже в Норвегии можно было возделывать виноградники, а на острове Гренландия, обычно покрытом льдом, зазеленела растительность. Если бы тогда уже у людей были телескопы, то они, очевидно, увидели бы на Солнце огромное количество пятен. Иногда пятна были столь велики, что их можно было различить и невооруженным глазом. Подобные факты приведены в дошедших до нас китайских рукописях XII века. Но пятна всего лишь свидетельствуют об «общем состоянии Солнца».
Чем больше пятен, тем больше выделяется энергии, чаще случаются мощные вспышки и усиливается солнечный ветер.
Есть предположение, что ледниковые периоды в истории Земли возникали из-за подобных, хотя более сильных колебаний в излучении Солнца. Конечно, тому существовало и много других причин, и деятельность Солнца — лишь одна из них.
Солнечная энергия помогает росту растений. А человек и животные существуют благодаря растениям, выращенным Солнцем. Его энергия идет также на преобразование растений в горючие полезные ископаемые: нефть и уголь.
Что делает Земля с солнечной энергией?
Около 36 % солнечной энергии отражается от облаков и земной поверхности, 19 % поглощается атмосферой, 30 % поглощают океаны, а 15 % — континенты. Затем вся поглощенная энергия излучается в виде тепла. Только 0,2 % солнечного тепла переходит в энергию ветра и морских бурь. И только 0,1 % солнечной энергии достаточно, чтобы каждый год на Земле вырастало 200 миллиардов тонн растительной массы. Мы едим фрукты, топим печи дровами, наслаждаемся ароматом цветов, используем морские водоросли для изготовления лекарств. Но все это растет на Земле с помощью Солнца. Частица солнечной энергии хранится и в самих растениях. То же верно для угля и нефти, которые называют горючими полезными ископаемыми. Они — продукты преобразования растительной массы и также возникли благодаря Солнцу.
БУДУЩЕЕ СОЛНЦА
Сколько времени еще будет светить Солнце?
Мы знаем, что наше Солнце имело запас топлива на 10–11 миллиардов лет. Для того чтобы предсказать, сколько еще времени Солнце будет светить, мы должны точно знать, какую часть жизни оно уже прожило. Каков же возраст Солнца? К сожалению, мы не знаем ни одной звезды, которая была бы его «ровесницей». Ведь звезды часто на протяжении миллиардов лет почти не меняются. Но нам известно, что планеты нашей системы возникли одновременно с Солнцем. Ученые установили, что древним земным камням, например метеоритам и лунным камням, не более 5 миллиардов лет. Значит, таков и возраст Солнца. Это подтверждается и другими исследованиями. Выходит, наша звезда прожила только половину своей жизни, и в течение, по крайней мере, 5 миллиардов лет может обеспечивать нас светом, теплом и питанием. Даже если люди будут жить еще 5 миллионов лет, Солнце будет достаточно «молодым», чтобы поддерживать их существование.
Исследуя лунные камни и метеориты, ученые определили возраст Солнца — 5 миллиардов лет.
Что будет, когда «прогорит солнечная печь»?
В конце своей жизни Солнце не будет просто медленно остывать, как думали раньше. Звезды не умирают тихо, а заканчивают существование в бурной борьбе со смертью. Когда полностью выгорит солнечное ядро, атомный огонь начнет медленно пожирать внешние слои звезды. Солнце, не менявшее на протяжении миллиардов лет своего размера, начнет увеличиваться в объеме и превратится в огромную красную звезду. Этот гигант поглотит Меркурий и Венеру и нагреет Землю до температуры свыше 1000°. Всякая жизнь на нашей планете исчезнет на долгое время, испарится вода океанов и морей. И естественно, не останется ни одного землянина. Затем во внешних слоях Солнца возникнет новый источник энергии: из гелия будут рождаться более тяжелые атомы.