Смертельные вспышки

Смертельные вспышки

То, что человек не мог объяснить и понять сам, он издревле приписывал божественному вмешательству. Не так уж сложно проследить, что именно смущало умы сильнее всего: во множестве культов верховным богом был повелитель грома и молний. Зевс и Юпитер, Перун и Тор, Индра, и многие другие — каждый из них был способен метнуть пучок смертоносных молний во врага. Правда, древние старались наградить этой силой понятные им предметы: у того же Зевса молнии ковал Гефест, бог-кузнец, а у скандинавов их вызывал удар Мьёльнира. Почти до середины XVIII века люди не могли объяснить настоящую природу молний, они так же пугали их, как в древние времена. Но человек — на то он и человек, чтобы стараться все постичь и узнать.

 

В XVIII веке американский физик Б. Франклин провел опыт по извлечению электричества из грозового облака, в ходе которого и была раскрыта природа молний — в 1750 году ученый запустил воздушного змея во время грозы, предварительно привязав к нему металлический ключ. Из наблюдений за змеем Франклин узнал, что молния — действительно не что иное, как мощный электрический заряд, возникающий между облаками и поверхностью Земли.

Сейчас ученые уже точно убедились в словах американского физика, а библиотека знаний о молниях пополнилась множеством интересных фактов. Так, удалось установить, что молнии существуют не только на нашей планете, — разноцветные вспышки прорезают небо над Ураном, Венерой, Сатурном, Юпитером и другими планетами. Сила тока в ослепительных зигзагах, пронизывающих атмосферу Земли во время грозы, различна, и колеблется в диапазоне от 10 до 500 тысяч ампер, а напряжение исчисляется десятками миллионов, а то и миллиардами вольт. Как человек, довольно далекий от физики, я обычно не сталкиваюсь с показателями выше 220 вольт в розетке, так что подобные цифры вызывают практически священный трепет. Не скажу, что тут же побегу приносить требу громовержцу, но как-то не по себе становится во время грозы.

Причина появления гроз — разница потенциалов между землей и облаком, или между разными облаками, но вот откуда она берется — толком до конца еще не определили. В 1992 году Александр Гуревич (российский физик) высказал предположение, что у истоков появления земных молний стоит космос, точнее, заряженные частицы из него. Когда такая частица оказывается в атмосфере планеты, она порождает электроны с энергией в миллионы электронвольт, и дает старт увеличению их числа. Это, в свою очередь, становится причиной появления канала, по которому происходит разряд молнии. Она движется к земле со скоростью примерно 50000 км/с, с небольшими остановками и периодически ослабевающим свечением, до тех пор, пока не достигнет земной поверхности. На последнем этапе ее скорость составит “всего” 200000 метров в секунду, и, чем ближе она к земле, тем сильнее напряжение на конце молнии, что порождает ответный стример с земли: это используется для создания молниеотводов.

Когда физик высказал эту теорию, мало кто из коллег его поддержал — слишком спорные утверждения, но два десятилетия спустя Гуревич доказал свою правоту: вместе с Анатолием Караштиным он провел массу экспериментов и наблюдений, в том числе они изучили данные почти о 4 тысячах гроз над Казахстаном и Россией, и сопоставили полученную информацию с данными об активности интересующих их космических частиц. Позднее теорию подтвердили и норвежские физики, проводившие исследования параллельно с российскими учеными. В настоящее время считается, что процесс образования молнии действительно начинается с появления подобных зарядов, впоследствии значительно усиленных исключительно земными процессами, но относится это только к одному виду молний — тем самым ветвистым зигзагам, которыми люди любуются и ужасаются во время грозы.

Виды молний

Чаще всего мы видим молнии, “живущие” в кучево-дождевых, или, как их будет правильно называть в этом случае — грозовых облаках. Реже молнии появляются в слоисто-дождевых облаках, еще реже — при торнадо, пылевых бурях или извержениях вулканов. Но это не единственные виды молний, известные человеку.

В 1989 году в верхней атмосфере зафиксированы молнии, получившие довольно экзотичные “имена” — эльфы и спрайты.

Эльфами называют огромные, высотой достигающие 100 км конусы, — они светятся довольно слабо на фоне своих “товарок”, зато в размере никому не уступят: диаметр эльфа, зародившегося в верхней части грозового облака — почти 400 м.

Спрайт рассмотреть еще труднее, но, в отличие от эльфа, он появляется практически в любую грозу. “Поймали” его случайно, и больше всего ему подходит название “обратная молния”, потому что бьет он не в землю, как обычная, а вверх. Случайное обнаружение спрайта вполне объяснимо: высота образования “обратной молнии” — 55-130 км, тогда как привычные глазу разряды появляются примерно на 16 км. Немудрено, что о его физической природе известно чрезвычайно мало.

Джеты появились позже прочих, точнее, появились-то они давно, но ученые распознали их только в 1995 году. Как эльфы и спрайты, они “живут” в верхней атмосфере, дотягиваясь до ионосферы (40-70 км). По внешнему виду напоминают синие трубки-конусы, изучены не больше прочих — но точно известно, что по продолжительности они превзошли эльфов (у тех — 3-5 мс).

Зона риска

Благодаря особенностям климата чаще всего молнии появляются в тропиках, а самое опасное в этом плане место — деревня Кифука в Конго. Каждый год здесь регистрируется примерно 158 молний на 1 км². Чуть реже молнии встречаются в Сингапуре, на Кататумбо (Венесуэла), и еще паре мест на планете. В целом же на Земле количество ударов составляет почти сотню в секунду.

С самого детства мне втолковывали, что, если однажды я окажусь в степной зоне, то нужно убираться оттуда подальше, если начнется гроза. Степь — открытое пространство, и человек или животное (и одинокое дерево тоже), оказавшись в роли единственного возвышения на десятки, а то и сотни метров вокруг, невольно превращается в натуральный магнит для молнии. Не меньше предупреждали и о так называемых шаровых молниях: дескать, закрывай окна при грозе, выдергивай антенну из телевизора, выключай все электроприборы, а то шаровая молния залетит в дом. При этом обязательно делали страшное лицо, так что я особо и вопросом не задавалась — что это за молния такая, и причем здесь телевизор и закрытые форточки? Потом, конечно, узнала, но паника при звуке грома тянется именно из кратких курсов ОБЖ для пятилетнего ребенка. Что касается обычной молнии, то внутрь дома она никогда не попадет, но вот снаружи ее стоит опасаться.

По сути, получить удар молнии — то же самое, что оказаться пораженным электрическим током, и последствия для организма — такие же. Потеря сознания и судороги, остановка дыхания и сердца, часто — следы на теле в местах, где вошел и вышел разряд. Пострадавшему обязательно нужно оказать первую помощь, но чаще всего этим дело не обойдется, и потребуется госпитализация. Нельзя сказать, что данные статистики противоречивы, но все же они серьезно отличаются. Минимальный порог ежегодных смертей от удара молнии обозначен в 6000, максимальный — в 24000, и еще 240 тысяч человек получают травмы. Однако и тут есть уникальные случаи: Рой Салливан, сотрудник национального парка США, за 35 лет семь раз встретился с молнией, но всегда оставался жив.

Не только сама молния таит опасность, но и ударная волна — разряд не что иное, как электрический взрыв, обладающий практически всеми свойствами взрыва обычного. Поэтому, чтобы получить травму, достаточно даже просто находиться рядом с местом, в которое ударила молния. Если сила тока будет нарастать на 30 тысяч ампер за 0.1 мс, а диаметр канала, по которому проходит разряд, составит 10 см, то в зависимости от близости объекта к каналу будет следующий эффект:

  • 5 см от центра, граница канала — сопоставимо с ударной волной от тактического ядерного оружия (0,93 МПа);
  • 0.5 м — ударная волна от взрыва артиллерийской мины, возможны травмы человека и разрушение небольших, непрочных строений (0,025 МПа);
  • 5 м — оглушение, выбивание стекол (0,0002 МПа).

Гром — не что иное, как след вырожденной ударной волны на большом расстоянии. Чаще всего достается деревьям: бытует мнение, что одиночное дерево “в приоритете”, но это не совсем так, и даже в лесу встречаются стволы с громобоинами. Точнее определить, куда попадет молния, можно не по окружению, а по тому, что это за дерево: так, в дуб она практически “целится”, а бук почти обходит стороной. Ученые предполагают, что это зависит от количества жирных масел, влияющих на прохождение электричества. Обычно деревья восстанавливаются после удара, но серьезные повреждения не затянутся, — расколотый ствол обратно срастись не сможет. Раньше верили, что если из дерева, на коре которого есть след молнии, сделать музыкальный инструмент, то он будет издавать поистине чарующие звуки.

Чем выше наземный объект, тем больше вероятность его встречи с молнией. В зоне риска находятся самолеты и даже корабли: в облаке может образоваться электрическое поле, недостаточное для самостоятельного появления молнии — ему нужен катализатор, которым и выступает металлическая обшивка летательного аппарата. Это серьезная угроза для техники и жизни находящихся в ней людей: известно немало случаев, когда молния приводила к авиакатастрофе. Одна из них даже попала в Книгу рекордов Гиннесса: в 1963 году 81 человек погиб в результате крушения Boeing 707 в Элктоне. После этого в испытания самолетов добавили новый пункт: они должны спокойно противостоять атмосферному электричеству.

Кораблям тоже “везет”: мачты и антенны — словно маяк для небесной гостьи. Во времена, когда для постройки судов использовалось только дерево, удар молнии был смертельным для корабля и команды, немало горя пришлось и на долю стальных, клепаных. Современные суда защищены намного лучше благодаря молниеотводам и низкому удельному сопротивлению сварного корпуса, обеспечивающему безопасный проход тока.
Человек считает себя царем природы, но ему неизвестна большая часть тайн нашей планеты. Стихии отказываются повиноваться, и вряд ли хоть кто-нибудь сумеет их подчинить.

Похожие статьи:

ПриродаДерево - целитель

Рейтинг
последние 5

Велена

рейтинг

+2

просмотров

495

комментариев

4
закладки

Комментарии