Знание-сила, 2006 № 06 (948)
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал
Издается с 1926 года
«ЗНАНИЕ - СИЛА»
ЖУРНАЛ, КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 80 ЛЕТ!
Александр Волков
Время летних гамма-гроз
Разговор затянулся.
Уличный таксофон все переливал наше хорошее настроение из одного края Москвы в другой.
Я не замечал, как не по минутам быстро за моими плечами темнело. И теперь я лишь вспоминаю смутно, как звук грома, тяжелого, трясущегося железного ящика над головой, слился с ощущением боли.
Словно какая-то игла вонзилась мне в ухо.
Неверной рукой выпустив трубку, я боком потрусил из будки, а надо мной — уже в чернильном небе — горела длинная молния [* Подробнее о молниях можно прочитать в книге «Огонь и свет», выпущенной издательством «Бук Хаус» в 2006 году. Иллюстрации из этой книги использованы при оформлении данного номера.], словно стрела, пущенная языческим богом, диким охотником на людей.
В день летней грозы многих и теперь, как в древние времена, охватывает оторопь, ощущение угрозы. Сколько раз за лето каждый из нас видит вспышку молнии на небесах, и всякий раз ее огонь кажется таинственным. Да и ученый мир подтвердит, что, как ни прытка наука, познавшая все от атомов до созвездий, перед феноменом молнии — электрического разряда, возникающего между грозовой тучей и поверхностью Земли — долго пасовала и она. В этой области исследований еще не прошел описательный период.
Стоило дождаться космической эпохи, чтобы узреть, что пылающая стрела метит не только в одинокие дубы или башни, но и летит ввысь. Лишь в 1989 году были впервые сфотографированы «спрайты» — слабо светящиеся молнии, вспыхивающие на доли секунды в верхних слоях атмосферы, примерно в 65-80 километрах от Земли. Эти молнии, окрашенные в синий или красный пвета, сверкают под аккомпанемент необычного — инфразвукового — грома. Наблюдения за ними удобно вести с околоземной орбиты. На снимках, сделанных из космоса, видны невероятной величины огненные столпы. Их диаметр порой достигает 90 километров, но сила свечения невелика, а потому с поверхности Земли их не увидать. Спрайты нередко сравнивают со сполохами полярного сияния. Но если те возникают при проникновении из космоса высокоэнергетичных протонов и электронов, то для спрайтов источником энергии становятся грозовые разряды. Очевидно, при вспышке молнии распространяется электромагнитный импульс, возбуждающий слабое свечение молекул воздуха. Многочисленные исследования показали, что спрайты почти всегда сопровождают грозу.
Изучение молний — достаточно сложный и дорогостоящий процесс. Как полемически заявил один из исследователей, «мы находимся в совершенно неизведанной области». Вопросов накопилось немало. Правда ли, что в грозу молнии не такие, как в град? Верно ли, что бывают супермолнии, когда сила тока превышает 300 тысяч ампер (обычно она в полтора- три раза ниже)? А можно ли использовать молнию как оружие массового поражения? И не работал ли Леонардо да Винчи над созданием такого оружия, как пишет Льюис Пэрдью, автор книги «Наследие да Винчи»? А зависит ли активность молний от загрязнения окружающей среды, или, говоря иными словами, сверкают ли молнии над крупными городами чаще, чем над сельской глубинкой?
К слову, поданным трехлетних наблюдений сотрудников Национального института космических исследований Бразилии, разряды молний над мегаполисами происходят почти в два раза чаще, чем над их окрестностями, но этот вывод требует подтверждения. Год назад в Австрии стартовал крупный международный проект, в котором участвуют специалисты из 18 стран-членов ЕС, а также России, Украины, США, Японии и Канады. Возможно, нам откроются новые тайны молний.
Кстати, лишь недавно подтвердилось, что удары молний сопровождаются всплесками рентгеновского и гамма-излучения (впервые подобная гипотеза была высказана лет 80 назад). С 2002 года с околоземной орбиты ведется наблюдение за слабыми источниками гамма-излучения на нашей планете. Их активность длится от 0,2 до 3,5 миллисекунд. По некоторым оценкам, за сутки может появляться до полусотни таких источников.
Подобный феномен сопровождает привычные нам грозы. Ведь мощное напряжение возникает не только между грозовой тучей и землей, но и между тучей и лежащими выше слоями атмосферы. На высоте от 20 до 80 километров может генерироваться напряжен ие до 20 миллионов вольт. Электроны, мчащиеся ввысь, порождают цепную реакцию. Сталкиваясь с молекулами воздуха, они вызывают их ионизацию. Постепенно возникает лавина электронов, летящих в сторону разреженной ионосферы. Там происходит все меньше соударений, и скорость электронов приближается к световой. Если они все же сталкиваются с другими частицами, то наблюдается излучение в рентгеновском или гамма-диапазоне.