"Искатель. 1964. Выпуск №4" - читать интересную книгу автора

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.

А затем, начиная с высоты 85 километров, неуклонно и быстро увеличивается.

С высоты восемьдесят пять километров…

Опять та же цифра.

Верхнюю границу стратосферы нельзя, конечно, представлять себе резкой, толщина этого пограничного слоя 5-10, а то и больше километров. Но главное — высота слоя, в котором появляются серебристые облака, и высота этой пограничной области совпадают.

Он представил себе оранжевый свет радиоламп за щитками передатчика, мягкое гудение, вспышки индикатора, когда радист нажимает на ключ, и звук сигнала в наушниках, подключенных к радиоприемнику. И тиканье часов.

Радиосигнал был послан вертикально вверх, дошел до отражающей части слоя Е, отразился, направился вниз, к приемнику — люди засекли время его путешествия. Высота слоя измерена. Он представил себе такие радиостанции в разных пунктах земного шара и тысячи таких наблюдений в течение многих и многих лет. Именно они и показали, что высота ионизированного слоя Е остается почти неизменной во все времена года и во все часы суток.

А слой Е — нижняя граница области активного поглощения космических лучей Солнца, и если положение этой границы постоянно, «то, естественно, следует считать, что и высота холодного слоя, слоя серебристых облаков, расположенного ниже, так же постоянна».

Здорово…

В сущности, это могло объяснить одну из загадок серебристых облаков — постоянство их высоты. Если бы… если бы удалось доказать, что они состоят из кристалликов льда.

В 1951 году профессор Хвостиков впервые рассмотрел соотношение между упругостью насыщенного водяного пара и давлением воздуха на разных высотах.

Образование облаков в атмосфере возможно лишь тогда, когда атмосферное давление больше упругости насыщенных водяных паров. Соотношение между тем и другим на разных высотах показало любопытнейшие вещи: оказывается, образование облаков возможно лишь до высоты 30 километров и на высоте 80–85 километров. Это «разрешенные» зоны.

А зона от 30 до 79 километров является «запрещенной». Там благодаря высокой температуре и убывающему с высотой атмосферному давлению упругость насыщенных водяных паров больше атмосферного давления и сгущение водяных паров невозможно.

Итак, слой, расположенный на высоте 80–85 километров, — это граница проникновения в воздушную оболочку Земли активного ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца. Граница, отличающаяся минимальной температурой, и та зона, в которой, судя по соотношению между атмосферным давлением и упругостью насыщенных водяных паров, образование облаков в принципе возможно.

Могут ли проникнуть на такую высоту пары воды?

Этот вопрос тоже был им рассмотрен. Профессор пришел к выводу: могут. Вода может образовываться и непосредственно на этой высоте. Но…

…В первое же свое дежурство Роберт с десяти вечера до пяти утра несколько раз перезаряжал фотокамеры, устанавливал их — по мере движения облаков — точно под нужным углом и секунда в секунду по заданному времени производил съемку. Подробности этой ночи всплыли и отпечатались в памяти потом, утром, когда, возвращаясь домой, он стоял в тамбуре вагона. (Электрички еще не начали ходить, и Роберт ехал в поезде дальнего следования — уговорил проводника. Спешил: в тот день ему еще нужно было сдавать экзамен по химии.) Он стоял в тамбуре, не очень даже усталый, скорее наоборот — легкий какой-то, и в голове тоненько, радостно звенело. Перестук колес иногда словно отступал. Роберт опять слышал четкие удары в динамике приемника на наблюдательной площадке — удары, отсчитывающие точное время. И вслед за этим воспоминанием пришло другое, зрительное: призрачный, почти неуловимый отсвет серебристых облаков на траве, на стене домика, где хранилась аппаратура, в объективе фотокамеры. И влажно пахнущая ночная земля, и глубокая тишина, единственным звуком в которой были удары, отсчитывающие точное время.

Он сдал в этот день химию, а к вечеру снова приехал в Сигулду. И все повторилось.

И на третью ночь — тоже.

Наблюдателей тогда не хватало, вот и пришлось ему три ночи подряд работать одному.

Серебристые облака в эти три ночи были очень яркими.

Потом Роберт еще не раз приезжал сюда на дежурство, попривык, управлялся легче. Это было хорошо: работа требовала точности. Даже малая ошибка — например, при установке камеры или во времени фотографирования — могла внести путаницу в отчеты. А не хотелось портить общую картину: наблюдения за серебристыми облаками теперь велись в стране систематически, с двухсот двадцати станций.

Это началось во время проведения Международного геофизического года. Ученые Советского Союза предложили тогда включить вопрос о серебристых облаках в программу работ по группе «Метеорология». Ведь до 1956 года полного систематического материала наблюдений за серебристыми облаками не было, имелись лишь отрывочные сведения, или нерегулярные серии, выполненные отдельными лицами, или случайные одиночные наблюдения. Нельзя было с достаточной точностью установить хотя бы истинную частоту появлений серебристых облаков. Дать такой материал могли только наблюдения регулярные, ведущиеся организованной сетью станций.

Они, эти наблюдения, продолжаются и после окончания Международного геофизического года.

«Наука неуклонно приближается к разгадке серебристых облаков…» — не раз вспоминал Роберт. И думал: профессор Хвостиков писал это несколько лет назад, когда многое еще не было известно о спорадическом ионизированном слое…