Вокруг Света 2009 № 12 (2831) - [7]

Только электрические разряды могли бы объяснить присутствие окислов азота на этих высотах. Как и на Юпитере, венерианские молнии, если они существуют, бьют между облаками — при огромном атмосферном давлении до поверхности им не дойти. Весьма вероятно, что на Венере заряженные области невелики и разряды между ними не создают мощных оптических вспышек, как на Юпитере. В любом случае существует если не загадка молний на Венере, то уж точно загадка радиоизлучения, которое было обнаружено несколькими космическими аппаратами. Заметная электрическая деятельность протекает и на Марсе. За электризацию и возможные разряды в атмосфере планеты отвечают, скорее всего, активные пылевые бури, которые и обеспечивают на Марсе высокую концентрацию заряженных частиц. Многие считают, что если уж не жизнь, то электрические разряды на Марсе обязательно найдут.

Под влиянием галактики

Если грозы заряжают глобальный конденсатор, то разряжается он в солнечные ясные дни. Тихое  «электричество хорошей погоды» несет заряд от ионосферы к земле. Сила тока тем больше, чем выше проводимость среды, по которой он течет. У земной поверхности проводимость воздуха крайне мала: в кубическом сантиметре около нас содержится лишь 1000 ионов — меньше одного на миллион миллиардов нейтральных атомов. Эту ионизацию производят радиоактивные элементы, в частности радон. Но стоит подняться на несколько сотен метров, и проводимость начинает расти в геометрической прогрессии. Причина тому — наша Галактика, Млечный Путь . Вплоть до высот 50—60 километров основная причина ионизации атмосферы — галактические космические лучи. Именно они, выбивая из атомов электроны, позволяют надежно замкнуть ГЭЦ. Выше 50 километров власть в свои руки берет Солнце: основные ионизирующие факторы здесь — вакуумный ультрафиолет и рентгеновское излучение светила. На высоте 80 километров проводимость в 10 миллиардов раз выше, чем в приземном слое.

Атмосферное электричество крайне чувствительно ко многим процессам на Земле. Его можно назвать кардиограммой планеты, которая тонко диагностирует состояние всех слоев атмосферы, как возмущенных, так и спокойных, а знание атмосферы — это знание погоды. Сейчас уверенный метеорологический прогноз дается меньше, чем на неделю, и, вполне возможно, понимание атмосферного электричества позволит увеличить этот срок.

Но атмосферой дело не ограничивается. Проводимость приземного слоя воздуха самая низкая во всей ГЭЦ, и она напрямую зависит от проникновения в воздух радиоактивных элементов. Большой вклад вносят радон и продукты его распада. Профиль электрического поля сразу меняется, стоит только усилиться выделению радона из земной коры. А эти выделения, как уже давно известно, говорят о нарастании сейсмической активности, мощной эрозии и других процессах, часто происходящих на большой глубине. Таким образом, землетрясения и другие глубинные процессы заранее заявляют о своих намерениях. «Дыхание Земли» очень чутко улавливается электрическими полями атмосферы, и анализ атмосферного электричества помогает предсказывать важнейшие тектонические процессы.

Другая, ионосферная, обкладка глобального конденсатора чутко реагирует на состояние солнечно-земных связей. Но еще более удивительно, что ее состояние тесно связано с поверхностью Земли, о чем свидетельствуют так называемые террагенные (то есть порожденные землей) эффекты в ионосфере: в контурах зон полярных сияний узнаваемо повторяются очертания береговых линий, островов, тектонических разломов, магнитных аномалий.

Таким образом, глобальная электрическая цепь самым тесным образом взаимодействует со множеством ключевых для планеты Земля процессов — от молний и спрайтов до землетрясений и солнечной активности, и чем лучше мы будем понимать, как работает ГЭЦ, тем качественнее и безопаснее станет наша жизнь.

Как излучают молекулы

Электроны в атомах как бы разложены по полочкам — энергетическим уровням. Возбуждение атома подобно забрасыванию вещей на верхние полки. Излучение возникает при их сваливании с полки на полку или прямо на пол. Чем больше высота падения, тем энергичнее испускаемый квант излучения. У молекул вдобавок к электронным уровням появляются еще вращательные и колебательные: крутиться и дрожать молекулы тоже могут лишь с определенными значениями энергии. Когда где-нибудь в мезо сфере, на высоте 60 километров, энергичный электрон ударяет молекулу азота N2, он может выбить из нее один или несколько электронов и даже разбить ее на два атома азота. Если же энергия удара не так велика, молекула просто перескочит в какое-то электронно-колебательно-вращательное состояние, где некоторое время будет дрожать и вертеться. Но долго ей там не продержаться. Спустя малую долю секунды она либо столкнется с другой молекулой, сбросив на нее часть энергии (это называется тушением возбуждения), либо, если никто не подвернется под горячую руку, она сама «шлепнется» на полку ниже, испустив при этом квант света. Его-то мы и увидим в излучении разряда. Цвет излучения определяется энергией перехода, которая в первом приближении зависит от того, между какими электронными уровнями случился переход. Наличие колебательно-вращательных уровней размывает узкие спектральные линии в широкие полосы. У молекулы азота их несколько. Одна попадает в видимый диапазон, другая — в ультрафиолетовый, третья — в ближний инфракрасный.