Шаровые молнии

Главными сложностями перед любым исследованием шаровых молний, как легко понять, являются исключительная редкость и быстротечность этого явления. Шаровая молния может появиться внезапно и существовать считанные секунды. При этом не получается хотя бы оценить условия, при которых они образуются, не то что – воспроизвести их в лаборатории. Отсутствие надежных наблюдений ведет к мифологизации шаровых молний, с одной стороны, а с другой – к появлению теорий, с разной степенью уверенности объясняющих их появление чем угодно, вплоть до метеоритной бомбардировки и психических отклонений под действием магнитного поля.

Однако в 2012 году китайским ученым из команды Сыминь Сюэ несказанно повезло. Наблюдая мощную грозу в провинции Цинхай, они были вооружены видеокамерами и спектрометрами – и случайная шаровая молния оказалась в поле их зрения. После разряда обычной молнии в землю близ места удара стал быстро расти огненный шар, достигший в диаметре пяти метров. За 1.6 секунд он пролетел около 15 м – и исчез.

Но дело было сделано: шаровая молния, видимо, впервые оказалась исследована достаточно детально. Спектрометры показали, что состав «фаерболла» близок к составу… почвы из места удара молнии. Он богат силикатами, соединениями железа и кальция. Это простое, на первый взгляд, наблюдение может оказаться ключевым в понимании происхождения этого загадочного феномена.

В самом деле, находка служит весомым доводом в пользу теории, выдвинутой в 2000 году новозеландским исследователем Джоном Абрахамсоном (John Abrahamson). Ученый тогда предположил, что удар обычной молнии в землю приводит к ее моментальному нагреванию до огромной температуры и выпариванию из почвы оксида кремния. И если в ней имелись запасы не полностью окисленного углерода – скажем, из не до конца разложившихся листьев или просто корней деревьев – они будут частично отбирать кислород у испарившегося оксида кремния и превращаться в мельчайшую воздушную взвесь частиц чистого кремния. В воздухе он быстро реагирует со свободным кислородом и окисляется с выделением тепла: раскаленный шар кремниевой пыли нагревается еще сильнее и начинает сиять, пока весь кремний в нем снова не окислится полностью.

Теория Абрахамсона получила поддержку еще в 2006 году, когда израильские ученые сумели воспроизвести появление шаровой молнии в лаборатории, воздействуя мощным электрическим разрядом на слои оксида кремния. А теперь китайским исследователям посчастливилось подтвердить эти выкладки еще и наблюдениями в естественных условиях. И хотя авторы осторожно замечают, что полученные ими данные могут объясняться и какими-то, совершенно иными механизмами, сам Абрахамсон считает, что они идеально соответствуют именно его теории.