Страница 21 из 46
В этом океане есть свои волны, течения и штормы. Страницы, рассказывающие о нем, пестрят формулами и схемами. Здесь главный герой — мысль. И каждая точно вычерченная кривая, каждое установленное соотношение — это тоже история поисков и открытий…
Разобраться в этом стоило труда, но разве само чтение таких книг, когда узнаешь новое, понимаешь формулу, схему, не открытие? Разве это не увлекательное путешествие?
Земная атмосфера делится на три главные части — тропосферу, стратосферу и ионосферу.
До высоты примерно десять километров температура воздуха убывает приблизительно на шесть градусов с каждым километром (эта часть атмосферы и есть тропосфера). Затем с одиннадцати километров она практически остается неизменной — начинается стратосфера, та часть воздушной оболочки Земли, в которой температура воздуха с высотой не убывает.
А между тропосферой и стратосферой находится пограничный слой — тропопауза. Толщина тропопаузы — один-два километра. Слой этот опять-таки выделяется своеобразным температурным режимом: здесь температура воздуха с высотой начинает увеличиваться.
Ионосфера — самая верхняя часть атмосферы, обладающая способностью отражать радиоволны. Установлено, что радиоволны отражаются от нескольких ионизированных слоев: слоя Д, начинающегося приблизительно с высоты пятьдесят километров, слоя Е, который располагается на высоте немного больше ста километров, слоя F1 — на высоте более двухсот километров и слоя F2 — на высоте примерно триста пятьдесят километров.
Это, пожалуй, самая интересная область — ионосфера. Она находится под непрерывным мощным излучением Солнца, электромагнитным и корпускулярным. Потоки атомов водорода и других частиц (их общее название — кванты) бомбардируют молекулы кислорода и азота в верхних частях атмосферы, отрывают от них электроны, и в результате образуются положительные и отрицательные ионы, ионизированные слои. И здесь — начало разного рода физических процессов, многого такого, что науке еще неизвестно.
Но будет известно.
На третьем советском искусственном спутнике Земли среди другой аппаратуры были установлены ловушки для исследования заряженных частиц. С их помощью были уточнены такие данные о заряженных частицах. На стокилометровой высоте количество атомов в одном кубическом сантиметре воздуха равно 1013, а свободных электронов — 105. Но временами концентрация ионов на этой высоте местами увеличивается до 1010. Возникают как бы ионизированные «острова». Площадь такого «острова» несколько тысяч квадратных километров, а толщина — около двух километров.
Появляются они иногда и поэтому получили название спорадического слоя Еc.
Таков он, Пятый океан…
Есть в нем, оказывается, и «острова» и облака. Серебристые…
О связи между тем и другим Роберт задумался позже. А тогда Икауниексу он говорил только, что хочет заниматься серебристыми облаками. Директор внимательно смотрел на него и молча кивал.
Роберт слышал, этот ученый любит надолго уходить в море. У него есть небольшая яхта, и летом после работы он отправляется на ней подальше в залив, а там часами лежит на корме, смотрит в небо — на звезды.
Роберт вспомнил об этом, покраснел и упрямо повторил, что в местных климатических условиях оптическая астрономия — не дело.
— Серебристые облака, — сказал, наконец, директор, — проблема трудная. Понимаешь?
— Понимаю.
— Да, ты серьезный человек, — задумчиво обронил Икауниекс.
И улыбнулся.
КРИСТАЛЛИКИ ЛЬДА?
Книги рассказывали Роберту историю серебристых облаков.
Вслед за Цераским эти облака стали наблюдать не только в России, но и в Германии, в других странах Европы, в США. При базисном определении их высоты в дальнейшем применяли фотографирование — так достигалась большая точность измерений.
Было установлено, что высота серебристых облаков равна в среднем восьмидесяти двум километрам. Во всяком случае, ниже восьмидесяти и выше восьмидесяти пяти километров их не обнаруживали никогда в течение десятилетий.
Странное для облаков вообще «постоянство характера»: появляются всегда на одной и той же высоте. В одни и те же летние месяцы: с начала мая и в основном в июне — июле. В одних и тех же широтах — Прибалтика как раз их «зона».
По мнению профессора И. А. Хвостикова (его труды научили Роберта многому), постоянство высоты серебристых облаков является особо интересным их свойством..
Оно и наносило первый удар по гипотезе вулканической пыли.
Профессор рассуждал так.
Вулканическая пыль, выбрасываемая при сильных извержениях на высоту до 30 километров, может проникнуть и выше, до уровня 82 километров. В этом нет ничего невозможного. Но если серебристые облака состоят только из вулканической пыли, то почему все-таки их постоянная высота — 80–85 километров? Можно допустить, что неизвестные особенности воздушных течений не дают этой пыли подниматься выше, но почему она в таком случае не оседает? Ведь серебристые облака на меньших высотах не наблюдаются никогда!
И еще одно обстоятельство: с 1885 года серебристые облака наблюдались неоднократно в разные годы — и тогда, когда сильных вулканических извержений на земном шаре не было. И, наоборот, они, эти облака, порой не появлялись и в период интенсивной деятельности земных вулканов.
Статистика тоже против…
В 1925 году Кулик, известный советский исследователь метеоров, высказал предположение, что серебристые облака образуются при вторжении метеоритов в земную атмосферу, состоят из наиболее мелкой и легкой части продуктов возгонки метеорного вещества.
Ученые приняли во внимание и эту гипотезу. Они сопоставили обширные материалы метеорной астрономии с данными о серебристых облаках и… прямой связи между тем и другим не нашли. Кроме того, постоянство высоты… Да, опять то же! Ведь светящиеся метеорные следы исследовались, и установлено, что продукты сгорания метеоров проникают в разные слои атмосферы — и выше и ниже восьмидесяти двух километров, — но в конце концов оседают. Туда, где серебристые облака не появляются никогда…
Вторая гипотеза тоже не подтвердилась.
Третью обосновывает профессор Хвостиков. По этой гипотезе серебристые облака, как и всякие другие, образуются при сгущении водяных паров и состоят из кристалликов льда.
Роберт сначала даже немного разочаровался — слишком это показалось обычным. Не ожидал… Но стал читать дальше и забыл обо всем — еще более неожиданным и в то же время точным был поиск мысли ученого. Хвостиков обосновывал гипотезу ледяных кристалликов, опираясь на сопоставление многих фактов и… на само постоянство высоты серебристых облаков!
Он, во-первых, предположил, что это удивительное свойство серебристых облаков связано с важными температурными особенностями верхних слоев атмосферы.
Ну да, та самая интересная часть Пятого океана, где начинаются разные физические процессы…
Вот, например, светимость ночного неба — это свечение атмосферного слоя, нижняя граница которого проходит на высоте около 70-100 километров. И нижний край ионизированного слоя Е располагается примерно там же. Но достовернее всего определяется высота полярных сияний: вверх они простираются на сотни километров, но их нижняя граница, обычно очень хорошо очерченная, никогда не опускается ниже восьмидесяти пяти километров…
Иначе говоря, можно предположить, что здесь, на высоте 85-100 километров, находится граница проникновения в воздушную оболочку Земли активного ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца.
Затем И. А. Хвостиков обратился к цифрам, которые характеризуют температурный режим в стратосфере и ионосфере.
В стратосфере на высоте с 11 до 30 километров температура воздуха изменяется мало, но дальше возрастает с высотой так заметно, что достигает в слое 45–55 километров почти 100 градусов по Цельсию. Исследования показали, что в этом слое много озона, он поглощает солнечные лучи — температура увеличивается. Выше содержание озона в воздухе уменьшается, температура понижается и минимальной оказывается на высоте 80–85 километров.