Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 1 - [31]

Мы уже говорили с вами о рефракции — о распространении света в среде с меняющимся коэффициентом преломления. Чем ближе солнце находится к горизонту, тем менее благоприятными могут быть условия для прямолинейного, без помех, без явлений рефракции, прохождения солнечных лучей к наблюдателю. Понять это в общем-то не так уж сложно: у земной поверхности; когда лучи солнца идут к наблюдателю в горизонтальной плоскости, им приходится преодолевать большую толщу нижних слоев атмосферы с разной плотностью, с постоянно меняющимися границами между ними. По сути дела, «игра» солнца — это тот же мираж. Естественно, что если солнце стоит значительно выше горизонта и тем более в зените, на пути его лучей оказываются более спокойные и однородные слои воздуха. Солнечные лучи хоть и искривляются, но не настолько, чтобы вызвать у нас разного рода зрительные иллюзии. «Чудес на свете много», — поется в одной популярной песенке. Их и впрямь много, но ни за одним из них не стоит некая непознаваемая потусторонняя сила. Было бы сильным преувеличением утверждение о том, что механизм всех разнообразных здесь описанных и многих других оставшихся вне нашего с вами внимания оптических явлений в атмосфере изучен до тонкости и нет больше никаких вопросов. И вопросы есть, и многое еще предстоит изучить, но в том, что все это поддается изучению, наука нисколько не сомневается.

Удивляет электричество

Легче всего обмануть самого себя.

Демосфен

«Счастливое знамение»

В древнем мире еще были замечены эти странные голубые огоньки, намекавшие на что-то необычное. Тогда это явление называли огнями Кастора и Поллукса — по имени мифологических героев-близнецов. А позднее переименовали в огни Эльма — по названию церкви святого Эльма в Италии, где они появлялись. Особенно часто такие огни наблюдали на мачтах кораблей. Римский философ и писатель Луций Сенека отметил, что во время грозы «звезды как бы нисходят с неба и садятся на мачты кораблей». Впечатляющую картину увидели в 1902 году моряки парохода «Моравия». Находясь у островов Зеленого Мыса, капитан Симпсон записал в судовом журнале: «Целый час в море полыхали молнии. Стальные канаты, верхушки мачт, нок-реи, ноки грузовых стрел — все светилось. Казалось, что на шканцах, через каждые четыре фута повесили зажженные лампы, а на концах мачт и нок-рей засветили яркие огни». Свечение сопровождалось необычным шумом: «Словно мириады цикад поселились в оснастке или с треском горели валежник и сухая трава…»

Огни святого Эльма разнообразны. Бывают они в виде равномерного свечения, в виде отдельных мерцающих огоньков, факелов. Иногда они настолько похожи на языки пламени, что их бросаются тушить. Несмотря на всю кажущуюся необычность этого явления, оно довольно давно нашло естественное объяснение: такие огни — тихие электрические заряды в атмосфере. Наблюдают их чаще всего во время гроз, снежных бурь, шквалов, когда в облаках и на поверхности земли накапливается большое количество электричества.

Наша планета окружена электрическим полем, подобным тому, какое образуется вокруг любого заряженного электричеством тела. В большинстве случаев воздух заряжен положительно, а земля отрицательно. Возникновение электрического поля в нижних слоях атмосферы происходит, главным образом, за счет ионизации воздуха.

Обычные молнии сопровождаются оглушительным треском — громом, ведь молния — это сильный и быстрый электрический разряд. Однако при определенных условиях происходит не разряд, а истечение зарядов, различное по продолжительности. В принципе это тот же разряд, но только «тихий», специалисты называют его коронным, то есть венчающим какой-либо предмет подобно короне.

При таком разряде из различных острых выступов — шпилей, башен, высоких шестов, деревьев, корабельных мачт и т. д. — начинают выскакивать одна за другой маленькие электрические искры. Если искр много и процесс длится более или менее продолжительно, мы и видим бледно-голубоватое сияние, похожее на язычки пламени.

Ионизация атмосферы в верхних слоях обычно выше, чем в нижних. Поэтому потенциальные электрические поля в горах обладают значительно большей интенсивностью, чем на равнинах. И огни Эльма в горных районах наблюдаются чаще.

Мало есть в природе явлений, способных сравниться по красоте и величественности с полярными сияниями!

Сполохи — так их называют иногда у нас на Севере — играли на небе несколько часов.

Северян, исконных жителей Заполярья, сполохами не удивишь. Там северные сияния — привычное явление.

Ученые установили прямую связь земных сполохов с пятнами на Солнце. Отмечено, что, когда большое пятно проходит центральный меридиан Солнца, на Земле через 20–40 часов почти всегда начинают играть сполохи и разражается магнитная буря.

В солнечных недрах, где царит температура, достигающая многих миллионов градусов по Цельсию, происходят сложные реакции на ядерном уровне. Тепло, которое обогревает нашу планету, — следствие этих реакций. Но не только тепло излучает наше светило в мировое пространство — из области солнечных пятен выбрасываются еще потоки частиц, включая положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные электроны. Когда протоны и электроны достигают верхних, разреженных слоев атмосферы Земли, они, как и в газоразрядной трубке, сталкиваются с атомами и молекулами воздуха, главным образом азота и кислорода, и заставляют их светиться. Так возникают полярные сияния в естественных условиях.