Огненное кольцо
Эскимосы, жители Гренландии, объясняли полярные сияния просто:
«Боги подхватили Солнце на Западе и несут его вдоль Северного края Земли, чтобы наутро оно взошло на Востоке. Сияния — это отражение солнечного света от далёких полярных льдов».
Некоторые и теперь думают, что чем дальше на Север, тем больше сияний. Сейчас это легко проверить.
Можно, например, на самолёте за несколько часов пролететь к полюсу и обратно. А раньше на Севере только на оленях ездили да на собаках. До полюса не доберёшься — опасность на каждом шагу.
Как же быть? И вот однажды собрались учёные из разных стран и решили: целый год наблюдать сияния на зимовках по всей Арктике, чтобы узнать, как далеко они заходят на север и на юг, на запад и на восток.
Это было в 1882 году, и название он получил «Международный полярный год». Когда сопоставили все наблюдения, увидели — сияния огненным кольцом окружают Северный полюс, а у самого полюса их нет.
Те первые сведения были лишь записями в дневниках терпеливых наблюдателей, и по ним нельзя было установить точное положение кольца.
В 1957 году полярные исследователи из разных стран решили серьёзно наблюдать за сияниями. Этот год получил название «Международный геофизический год — МГГ». Сияния стали фотографировать, где бы они ни появились — над Мурманском или над островом Диксон. Да не простыми фотоаппаратами, а специальными, которые видят всё небо от горизонта до горизонта. Дуга сияния, пусть даже длиной в тысячу километров, сфотографируется на плёнку — весь небосвод помещается в маленьком кружке.
Сотни тысяч метров фотоплёнки были отсняты на полярных станциях от Аляски до Кольского полуострова. Измерили советские учёные положение сияний — и оказалось, что они окружают Северный полюс не кольцом, а овалом. С тех пор во всём мире область вокруг полюса, где встречаются сияния, стали называть овалом полярных сияний.
А когда несколько лет назад американцам удалось сфотографировать сияния из космоса, они действительно увидели на снимках светящийся овал. Он висит над Землёй, которая под ним вращается.
И в южном полушарии над Антарктидой висит точно такой же овал полярных сияний. Над Кольским полуостровом овал проходит ночью широкой частью, а вечером и утром — узкой. Поэтому ночью бывает сияний больше, а вечером и утром меньше.
Кто раскрашивает сияния?
Хорошо кальмару. Если бы он выплыл из морской бездны и взглянул на полярное сияние, то увидел бы его и розовым, и красным, и пурпурным, и малиновым. Он видит многие оттенки красного цвета. А человеческий глаз устроен так, что отлично чувствует зелёный и хуже остальные цвета. Поэтому чаще всего мы видим сияния бледно-зелёными. На самом деле они одновременно и зелёные, и голубые, и фиолетовые, и непременно красные. Во время сильных сияний можно всё многоцветие увидеть. Вот как написано об этом во второй Новгородской летописи шестнадцатого века:
«По всему небеси лучи были аки вода на море ветром колебалась. Да ти лучи по всему небеси ходили всякими цветы».
О цвете сияний обычно узнают с помощью специальных приборов — спектрометров. Очень редко наблюдаются красные сияния. Они придают пейзажу устрашающий вид и порождают множество суеверий: средневековые монахи предсказывали по красным сияниям войны и кровавые события. Чаще наблюдают другое: краснеют нижние края лучистых дуг, а сами дуги остаются бледно-зелёными. Кто же раскрасил полярные сияния?
Мы уже говорили, что на высоте сто километров нет пустоты. Там тоже есть воздух, хотя его очень мало. Свечение невидимых атомов и молекул, из которых состоит воздух (азота и кислорода, главным образом), и есть полярное сияние. Каждая разновидность атомов и молекул имеет свой цвет. Как горящие на улицах города рекламы. Почему «Аэрофлот» светится синим цветом, «Универмаг» — красным, а «Морской вокзал»— зелёным? Да только потому, что в стеклянных трубках находятся разные атомы и молекулы и светятся они по-разному. Огни реклам «зажигает» электрический ток, а для того, чтобы зажечь сияние, нужны частицы с электрическим зарядом (вот и оправдалось предсказание Ломоносова!). Откуда они появляются?
Это другой вопрос. О нём следующий рассказ.
Если врёт компас
Китайцы ещё в древние времена пользовались компасом. Они знали, что магнитная стрелка одним концом показывает на Север, другим — на Юг. Но одно дело искать путь в тёплых странах, другое — в студёном море. Тут и компас непонятно куда указывает.
В шестнадцатом веке на карте немецкого географа Иоганна Рюйша вблизи Северного полюса была обозначена скала из магнитного камня, и путешественники им предупреждались:
«Здесь начинается янтарное море, здесь мореходный компас становится неточным, и корабли, имеющие железные части, отсюда не возвращаются».
Отважные мореплаватели развеяли этот миф. «М
А дело здесь вот в чём. Земля — большой магнит, а стрелка компаса — маленький. Вокруг Земли постоянно действуют магнитные силы, которые и направляют стрелку на Север. Так и стояла бы стрелка неподвижно, но на силу всегда найдётся другая сила. Мчатся к Земле от Солнца потоки невидимых электрически заряжённых частиц — солнечный ветер. А на пути ветра преграда — магнитное поле Земли. Оно не пропускает солнечные частицы. Усилился солнечный ветер — магнитная оболочка Земли (магнитосфера) сжата, ослаб — магнитные силы выталкивают частицы подальше от Земли. Кто кого? Магнитосфера как бы «дышит», а стрелка компаса это «дыхание» чувствует. Если солнечный ветер берёт верх, то сил магнитного поля хватает лишь на то, чтоб отклонить частицы к полюсам. Здесь они проникают внутрь магнитосферы, сталкиваются с атомами и молекулами, которые под их ударами начинают светиться.
Поэтому и возникают сияния в полярных странах.
Понятно, почему магнитная стрелка «пляшет» во время сияний? И у колебаний магнитного поля, и в происхождении полярных сияний один источник — солнечный ветер.
