Электрическая оболочка планеты
Если подняться на сто километров над поверхностью Земли, окажется, что состав атмосферы несколько изменился. Кислород и азот преобладают по-прежнему, но легкие элементы — водород и гелий — улетучились в межпланетное пространство. По своим физическим свойствам верхняя атмосфера сильно отличается от тропосферы не только благодаря своей разреженности. Верхние слои атмосферы обладают способностью проводить электрический ток.
В 1901 году итальянский ученый Маркони осуществил радиопередачу через Атлантический океан. Однако каким образом посланные из Корнуэлла радиоволны обогнули часть земного шара и были приняты в Ньюфаундленде, никто, в том числе и сам Маркони, объяснить не мог. Чтобы попасть так далеко от места, где произошла радиопередача, радиоволны должны были отразиться от какого-то достаточно высокого слоя атмосферы и изменить направление своего движения. Расчеты показали, что «зеркалом», не пускающим радиоволны в мировое пространство и направляющим их обратно к земной поверхности, должен был служить проводящий слой воздуха. К такому выводу одновременно пришли еще в 1902 году американец А. Кеннели и английский исследователь О. Хевисайд.
Экспериментальное доказательство эта гипотеза получила лишь в 1925 году, когда в результате специально поставленных опытов удалось наблюдать отражение радиоволн от слоя Кеннеди — Хевисайда. Вскоре радиоволны стали довольно удобным средством зондирования атмосферы, так как они проникали на высоты, недоступные ни стратостатам, ни радиозондам, ни в некоторых случаях даже ракетам.
Откуда же берется в атмосфере ионизированный слой? Оказалось, что ионосфера (так назвали этот слой) обязана своим происхождением ультрафиолетовой и корпускулярной радиации Солнца и космическим лучам. Жесткое солнечное и космическое излучение, поглощаясь в верхних слоях атмосферы, вызывает ионизацию воздуха. И поскольку на больших высотах воздух сильно разрежен, состояние ионизации сохраняется длительное время.
Как выяснилось в последнем десятилетии, ионосфера тоже обладает внутренним строением: существует несколько слоев с разной степенью ионизации воздуха. Пространственно ионосфера совпадает с термосферой.
Ионосфера совершенно прозрачна для света, кроме, разумеется, того ультрафиолетового излучения, поглощение которого и приводит к ионизации воздуха. Но в радиодиапазоне ситуация резко меняется. Попадающие в ионосферу радиоволны не всегда могут в ней распространяться (это зависит от длины волны и от структуры ионосферного слоя). «Пробиться» через ионосферу могут только ультракороткие волны. Траектории волн декаметрового диапазона будут искривляться в ионосфере. Такие волны и попадут обратно на Землю.
Ионосфера самая неспокойная оболочка Земли. Она чувствует на себе действие солнечных вспышек, во время которых верхние слои атмосферы бомбардируются потоками частиц, что приводит к ионосферным бурям. На состоянии ионосферы сказываются периоды солнечной активности. Вообще, стоит солнцу опуститься за горизонт, как радиослушатели отмечают изменение характера радиосигналов. В одних диапазонах усиливаются помехи; в других — сами радиосигналы.
Причина этих явлений временное исчезновение солнечной радиации и, как следствие, уменьшение степени ионизации воздуха.
Если жизнь на Земле обязана своим существованием озону, то технический прогресс цивилизации, во всяком случае, в его современном варианте, во многом определяется ионосферой.
Однако и озоно- и ионосферы возникли в результате воздействия на атмосферу Земли солнечного излучения, истинного «виновника» жизни на Земле.
А. Ассовская
Представьте себе, что вы космонавты, которым предстоит исследовать атмосферу неизвестной планеты. Что в первую очередь должно вас интересовать? Пригоден ли воздух данной планеты для дыхания. А для дыхания, как известно, нужен кислород. Атмосферы имеются у многих планет Солнечной системы. Но их химический состав довольно сильно отличается от состава газовой оболочки Земли. Атмосфера нашей ближайшей соседки…
Наверное, среди всех составных частей природы не найдется такою четкого показателя среды, как Аастения. И это не случайно. Они как бы являются проводником, связующим звеном между Землей и космосом. Еще древние ученые рассматривали наш мир как взаимодействие четырех стихий: воды, земли, воздуха и огня. Если посмотреть на живую природу, то оказывается, что только растения живут…
Она задумалась, а потом твердо произнесла: «Когда я вырасту, то обязательно стану геологом и буду собирать камни. Хоть это и опасно, но зато здорово интересно». — «Только правильно говорить не «камни», а «минералы и горные породы», — поправил я. Девочка рассказала мне, что уже нашла несколько красивых камешков на пляже в Коктебеле, но не знает,…
Первыми людьми, достигнувшими стратосферы, считают немецких исследователей Берсона и Зюринга. 31 июля 1901 года аэростат «Пруссия» поднял их на высоту 10 800 метров. Путешествие едва не закончилось трагически. Полет проходил в открытой гондоле. Холодное дыхание стратосферы буквально обожгло аэронавтов. На высоте 10 000 метров они почувствовали сильнейшую усталость и потеряли сознание. Лишь после того как…
Теперь все чаще можно встретить геолога, собирающего вместо образцов горных пород листья и веточки, подобно древнему рудознатцу. Что это, возврат к старым методам? Нет. Наука не вернулась на круги своя, а сделала новый качественный виток, соединив древнее знание с современными достижениями. Вот почему ученые нашего технического века все чаще обращаются к истории науки, черпая из…
Какое наслаждение в тридцатиградусную жару окунуться в зеленовато-голубую, похожую на аквамарин, прохладную черноморскую воду, а потом поплыть навстречу волнам. Накупавшись, девчонки и мальчишки разбрелись по пляжу в поисках ферлямпиксов (местное название халцедонов, мраморов и других минералов, превратившихся в гальку), а я, растянувшись под тентом, задремал. Но долго спать мне не пришлось. Со всех сторон ко…
Резкий, напоминающий о близости космического пространства холод, встретивший первых исследователей стратосферы, неожиданно сменился потеплением. Но затем, начиная с высоты приблизительно шестьдесят километров, температура воздуха стала опять понижаться, хотя и не столь стремительно, как это происходило на первых десяти километрах от уровня моря. Это означало, что за стратосферой следует еще одна воздушная оболочка с еще более…
Холодные были ночи. Зеленовато искрился иней, тонкой ржавой жестью шуршала под ногами листва. По ольховым перелескам отчетливо стало видно каждую проломинку в малиннике и крапиве — тропы, какими носили траву с тайной сенокосной поляны. Мы уходили в жуткую темноту чужого леса, чтобы, крадучись, побыстрее вытаскать копны к реке, по перекату переправить на наш родной берег…
Осенью я получил из Керчи письмо от Тани и ее мамы, они приглашали меня в гости. И вот я в старинном приморском городе. Без труда нашел нужную улицу и дом, утопающий в вишневом саду. Навстречу мне выбежала Таня. Ее мать — по профессии цветовод — оказалась жизнерадостным и общительным человеком. Ее розы славились на весь…
А как меняется состав атмосферы с высотой? Многочисленные исследования воздушного океана позволили прийти к выводу, что азотно-кислородный состав атмосферы, несмотря на убывающую плотность воздуха, остается постоянным до высоты 100 километров. Еще задолго до открытия термической структуры атмосферы ученые пришли к выводу, что не вся солнечная радиация, которая, согласно расчетам, должна попадать на Землю, в действительности…