Небесные сполохи и земные заботы.

Алексеева Лилия Михайловна

Закладки
Размер шрифта
A   A+   A++
Cкачать
Читать

Об авторе

Алексеева Лилия Михайловна в 1964 году окончила физический факультет МГУ по специальности "атомная физика". В 1968 году защитила кандидатскую диссертацию, имеет около 30 научных публикаций, систематически читает публичные лекции по линии общества "Знание". Работает научным сотрудником НИИ ядерной физики МГУ. "Небесные сполохи и земные заботы" — ее первая научно-популярная книга, до этого печаталась в научно-популярной периодике.

Предисловие

Знакомые людям с глубокой древности полярные сияния только сейчас получили достаточно полное объяснение. Оказалось, что это явление тесно связано с процессами, протекающими на Солнце, в межпланетной среде и магнитосфере Земли. Множество проблем, ранее относившихся к разным наукам, оказались связанными друг с другом.

Первые же запуски искусственных спутников Земли были нацелены на изучение природы полярных сияний. Исследования на спутниках привели к открытию радиационных поясов Земли, выяснили структуру магнитного поля Земли и помогли найти решение многих проблем, связанных с полярными сияниями. Сейчас перед наукой, перед человечеством встал вопрос о воздействии космических условий на атмосферу и биосферу, в конечном счете — на погоду и здоровье людей.

Эта книга рассчитана на читателя, впервые знакомящегося с природой полярных сияний и другими явлениями ближнего космоса. В книге доступно и живо рассказано о том, что происходит в магнитосфере Земли, как взаимодействуют поля и частицы, почему светятся верхние слои атмосферы, зачаровывая и случайного наблюдателя полярных сияний, и специалиста-исследователя. В книге отражена история изучения полярных сияний, даны яркие эпизоды из жизни ученых.

Высокая квалификация автора позволяет ему везде четко обозначать грань достоверного, не выходя за рамки твердо установленных фактов.

Доктор физико-математических наук Логачев Ю.И.

1. Пожар небес

Сполох, сполоха — всякого рода беспокойство… хлопоты… общий вызов на помощь…

Сполохи — северное сияние, столбы.

Сполохи дышат, дрожат, мерцают, то ярко, то бледно.

Сполохи играют разноцветными, пестрыми огнями.

В. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка

Полярное сияние. При этих словах почему-то вспоминается детство. Тогда мы так умели сопереживать, что вместе с героями фильмов и книг сами брели по снежным пустыням, дрейфовали на льдине, зимовали на берегу океана. Полярных сияний насмотрелись мы тогда на всю жизнь.

Может быть, поэтому взрослый житель средних широт о них как-то не думает, если только сам не станет вдруг свидетелем редкого зрелища — полярного сияния в совсем неполярном районе.

"Общеизвестных истин", относящихся к полярным сияниям, не так много. Еще в школе нам объяснили, что это явление сродни электрическому разряду в газах и что светящиеся буквы над соседним магазином, по существу, — то же сияние. При вспышках полярного сияния бывают радиопомехи и дрожит магнитная стрелка компаса. Вот, пожалуй, и все.

Ненамного больше знают о них северяне. Говорят иногда: сияние — к морозу. Но это скорее относится не к сияниям, а к небу, которое становится ясным с наступлением сильных холодов. Ночью на нем видны сияния, днем солнце. И примета есть такая же: зимой солнце на небе — к морозу. Как это ни удивительно, но даже в фольклоре коренных народов Севера полярные сияния почти не отражены. Другие явления природы — снегопады в тундре, приход льдов к побережью, ветер с берега и ветер от берега — это все есть, а вот горят сияния или нет это будто не касается живущего под ними человека и уж никак не влияет на его дела.

Чуть ли не единственное исключение — фольклор эскимосов. По их древнему поверью, люди, умершие не своей смертью, поднимаются на небо к сполохам, в сказках сполохи "играют огненными мячами". Есть легенда о бездетном охотнике, видевшем, как с неба срывается маленький сполох и ярким огоньком падает возле его жилища. Считая, что сполох принес ему счастье, он называет родившегося потом сына Сполохом. Но эскимосы — особые люди, можно сказать, люди искусства. Они выделяются замечательным мастерством резьбы и гравировки по кости, выразительностью танца, стройностью хоровых песен-импровизаций. Кому же, как не им, отозваться на чарующую красоту "пожара небес"!

Полярное сияние действительно неотразимо. Даже сообщения исследователей обычно начинаются с настоящих гимнов его красоте. Вот известный советский полярник Г. А. Ушаков описывает достоверно и точно (мы еще будем обращаться к этому описанию за деталями) виденное им в Арктике сильное сияние. Получается прямо-таки стихотворение в прозе: "Небо пылало. Бесконечная прозрачная вуаль покрывала весь небосвод. Какая-то невидимая сила колебала ее. Вся она горела нежным лиловым светом. Кое-где показывались яркие вспышки и тут же бледнели, как будто на мгновенье рождались и рассеивались облака, сотканные из одного света. Сквозь вуаль ярко светили звезды. Вдруг вуаль исчезла. В некоторых местах еще раз вспыхнули лиловые облака. Какую-то долю секунды казалось, что сияние погасло. Но вот длинные лучи, местами собранные в яркие пучки, затрепетали бледно-зеленым светом. Вот они сорвались с места и со всех сторон, быстрые, как молнии, метнулись к зениту, на мгновение замерли в вышине, образовали огромный сплошной венец, затрепетали и потухли".

В наше время полярные сияния можно смотреть не только снизу, но и сверху, сбоку, изнутри. Первыми людьми, увидевшими его в необычном ракурсе, были космонавты В. М. Комаров, К. П. Феоктистов и Б. Б. Егоров. О встрече с сиянием на космической орбите мы узнаем из взволнованного репортажа Г. М. Гречко: "Тысячи прожекторов выстроились в такие извилистые линии над Америкой и били вверх… У Земли — были зеленого цвета. Сквозь нас проходили и выше уходили — красного цвета. Тысячи их там переливались огнями. Внизу — города, вокруг — бьют вот эти прожектора на высоту 400–500 км, и мы сквозь эти завесы проходили. Фантастическое совершенно зрелище. За два с половиной месяца полета мы такого еще не видели и вряд ли увидим".

По впечатлениям В. В. Коваленка и В. П. Савиных, космический корабль влетает в полярное сияние, как в огненную стену. "Словно идем на посадку", — замечают космонавты (при снижении, когда космический аппарат входит в плотные слои атмосферы, он так разогревается от трения о воздух, что экипаж видит в иллюминаторы вместо привычной космической черноты красный свет и даже пламя — это горит облицовка корабля).

В. И. Севастьянову в течение трех минут, пока корабль летел над полярным сиянием, казалось, что внизу — снежная буря.

Ничего не говорится о каких-либо особенных приключениях, связанных с сиянием, только дружно реагируют очевидцы на его красоту. И кажется, нет свойств у сияния, важных для человека, кроме красоты, словно сияния — произведения "чистого" искусства. А что касается радиопомех да подергиваний стрелки магнитного компаса, то в эпоху, когда суда ориентируются по гирокомпасу, а летчиков держит на курсе радиопривод, это если и неприятность, то обычно умеренная.

Между тем на исследование полярных сияний брошены сейчас огромные научные силы. Люди следят за сияниями с поверхности Земли и из космоса, летают вдоль них на скоростных самолетах, изучая их формы и протяженность; пускают в них геофизические ракеты и поднимают к ним приборы на аэростатах. Опубликованы сотни теоретических работ, так или иначе касающихся полярных сияний. Чем же вызван такой интерес к прекрасному явлению природы, которое вроде бы ни с чем особенным на Земле и не связано? Дело здесь в том, что, наблюдая полярные сияния, мы наблюдаем космос.

Бортовые приборы спутников собирают данные об основных обитателях ближнего космоса — быстрых (энергичных) заряженных частицах. Такого рода частицы попадая в верхние слои земной атмосферы, вызывают свечение воздуха — полярные сияния. Небо высоких широт представляет собой что-то вроде экрана гигантского телевизора: распределением частиц, которые бомбардируют этот экран, заставляя его светиться, управляют космические процессы. Явление, долгие годы бывшее символом освоения суровых полярных широт, стало в наши дни символом изучения космического околоземного пространства, светящийся занавес с бахромой можно увидеть теперь на обложке книги по космофизике или на эмблеме совещания специалистов по ближнему космосу.

Что же видно на природном "голубом экране"? Обобщим. "Телепередачи", цветные, с мятущимся изображением, какое описал Ушаков, бывают сравнительно редко. Типичная картина — сияния куда более спокойные, одноцветные или с небольшой подсветкой. Самые малоподвижные имеют и самый простой вид. Это белесые с желтизной пятна и ровно светящиеся линии (дуги). Среди дуг есть по-своему замечательные: длинные, узкие, четко очерченные — при ширине до нескольких десятков километров (бывают и уже одного километра) они тянутся в направлении примерно восток — запад на расстояния сотен и даже тысяч километров. Может быть одновременно несколько параллельных дуг. Дуги часами остаются неподвижными или медленно плывут по небу. Но вид дуги может внезапно измениться: вся она пойдет вдруг вертикальными лучами — подвижными столбиками света, станет похожей на свисающий занавес или бахрому. Это сходство становится еще сильнее, когда занавес начинает колыхаться и на нем появляются вертикальные складки. Они иногда заворачиваются на полный оборот и даже больше, и тогда нижний край занавеса выглядит как цепочка двойных спиралей. Впрочем, спираль может быть настолько большой, что весь небосклон занят лишь ее частью. Такие неспокойные дуги легко распадаются на отдельные светящиеся пятна.

Но даже над теми формами сияний, которые при наблюдении с Земли должны были бы восприниматься как простые, с ровным свечением, космонавты, находясь на орбите, видят области с лучистой структурой, где стоят светящиеся столбы — "прожекторы". Если с Земли смотреть на лучистое полярное сияние, находясь прямо под ним, то кажется, будто лучи сходятся. Это тот же эффект перспективного сокращения, из-за которого нам кажутся сходящимися вдали рельсы железной дороги. Нижние концы лучей находятся на высоте от 100 до 150 километров. Горизонтальные размеры лучей — от нескольких десятков метров до нескольких километров. Не всегда лучи "вделаны" в дугу или пятно, иногда просто горят отдельной связкой.

Алфавит

Интересное

Copyrights and trademarks for the book, and other promotional materials are the property of their respective owners. Use of these materials are allowed under the fair use clause of the Copyright Law.