Я люблю грозы. Это одно из самых впечатляющих явлений природы. Яркие вспышки молний, проливной дождь, мощные раскаты грома – красота! Но моим домашним питомцам иногда от этих спецэффектов так и хочется забиться куда-нибудь под диван.
А вы знаете, что даже самые сильные грозы, которые доводится увидеть на своем веку большинству людей, являются лишь слабой демонстрацией того, на что способно «природное электричество»? В некоторых районах планеты фиксируются так называемые «сверхмолнии», которые в сотни и тысячи раз сильнее обычных.
За последние столетия наука получила неплохое представление о том, как возникает молния. Все начинается с солнечного света, который нагревает влажный воздух вблизи земной поверхности, заставляя его подниматься наверх. Как только тот достигает высоты, где водяной пар конденсируется в капли и приобретает форму ледяных кристаллов, в атмосфере появляются облака.
Если подъем не прекращается, люди видят нависающую над ними грозовую тучу. Внутри неё происходят бурные процессы, в ходе которых кристаллы сталкиваются друг с другом. И точно так же, как шерсть и пресловутая эбонитовая палочка, они накапливают электрические заряды.
Через определенное время в нижней части тучи накапливается достаточное количество частиц с зарядом одного вида, а противоположные по знаку выбрасываются в окружающее пространство. Все заканчивается тем, что электрически заряженный воздух генерирует разряд – ту самую молнию, которая вызывает у нас страх, восхищение и душевный трепет.
Супермолнии
Сверхмолнии, по всей видимости, возникают иначе. Обычные разряды, как правило, сверкают летом и над сушей, поскольку земля нагревается быстрее океана, и наполненный парами воздух поднимается здесь резвее. Таким образом, чаще всего это происходит в жарком и влажном тропическом климате.
Сверхмолнии, тем временем, в основном наблюдаются зимой и над океаном. Что характерно, чаще всего у европейских берегов. И почему-то они в сотни раз мощнее обычных молний. Это настолько странно и загадочно, что некоторые ученые объясняя непонятный феномен привели аргументы о статистических аномалиях и ошибках в замерах.
Эти подозрения, однако, не подтвердились. Сверхмолнии фиксируются той же сетью датчиков, которая отслеживает все остальные атмосферные разряды. Детекторы обнаруживают радиоволны, генерирующиеся супермолнией, и чем сильнее сигналы, тем, как считается, мощнее молния.
Гипотез, пытающихся объяснить феномен, не очень много и все они выглядят, откровенно говоря, неубедительно
Согласно одной из них, мы имеем дело с выбросами судов, проходящих через Ла-Манш. Это оживленный маршрут, поэтому авторы версии предположили, что в атмосфере над близлежащими участками океана накапливается гигантское количество заряженных частиц, и они вступают во взаимодействие все сразу.
Согласно другой теории, облака, образованные из соленой океанской воды, расходуют заряд одномоментно, в то время как обычные грозовые тучи «отстреливают» его по частям и в разных местах.
Также вероятно, что мы неверно понимаем природу образования молний. У нас есть общая картина, но многие детали требуют серьезного уточнения. Известно, например, что нижняя часть рядового грозового облака обычно заряжена отрицательно. Но внутри отдельных туч плюсы и минусы вообще перемешаны друг с другом.
Проблема с пониманием природы молний, кстати, может быть запрятана ещё глубже, на самом, так сказать, фундаментальном уровне. Эксперименты показывают, что заряд в грозовом облаке накапливается до тех пор, пока в окружающем воздухе не возникает электрический пробой (это означает, что проводником становится сам воздух).
Однако они также демонстрируют, что при обычном разряде молнии недостаточно энергии, чтобы вызвать это событие. Некоторым ученым вообще кажется, что типичные молнии изначально должны быть гораздо мощнее – согласно расчетам, мощность их разряда должна находиться где-то посередине между обычной и сверх- молнией.
Все эти загадки могут объясняться, например, накоплением заряда лишь в определенных частях грозовой тучи или даже тем, что для разряда сверхмолнии требуется долетевший из глубин Вселенной космический луч (элементарные частицы, фотоны и ядра атомов, движущиеся с высокими энергиями в космическом пространстве).
Возможно, именно изучение сверхмолний поможет докопаться до истины в этом вопросе. Наука чаще всего так и работает. Новые доказательства заставляют взглянуть на проблему под другим углом. Может быть, нам стоит перестать удивляться мощи сверхмолний и узнать, почему «обычные» разряды такие хилые?
