Шаровая молния всегда была одним из самых загадочных явлений природы. Это настолько редкое и непредсказуемое явление, что ученым до сих пор не удавалось поймать шаровую молнию в фокусе исследовательских приборов. И не так давно группе китайских исследователей, проводящих полевые эксперименты, касающиеся обычных молний, совершенно удалось зарегистрировать во всех подробностях процесс формирования и недолгого существования шаровой молнии. В состав научного оборудования, используемого учеными, входил прибор-спектрометр, который позволили получить спектр света шаровой молнии, на основании которого ученые выяснили, что в состав плазменного шара молнии входят химические элементы, находящиеся в почве, что является подтверждением одной из теорий о формировании шаровых молний.
Как правило, шаровые молнии возникают во время сильных гроз. Они могут быть разного размера, начиная от размера мяча для гольфа и заканчивая несколькими метрами в диаметре. Эти шары плазмы, плавающие в воздухе и излучающие интенсивный свет, существуют в течение от одной секунды до десятков секунд времени. В некоторых случаях шаровая молния может представлять опасность для окружающих, в истории известно множество случаев поджогов зданий и нанесения ущерба людям шаровыми молниями, некоторые из которых приводили к летальному исходу.
В настоящее время имеется множество различных теорий, объясняющих факт возникновения шаровых молний, разнящихся степенями правдоподобия. Пылающие шары плазмы были созданы искусственно в лабораториях при помощи интенсивных лучей микроволнового излучения или сильных электрических зарядов. Но такие лабораторные эксперименты не имеют отношения к процессам формирования шаровых молний в естественных условиях, в условиях, о которых было практически ничего не известно до последнего времени.
Одна из популярных теорий о формировании шаровых молний гласит о том, что когда обычная молния ударяет в землю, высокая температура и электрический заряд в точке удара испаряют и поднимают в воздух некоторый объем грунта, который превращается в плазму, в которой находится некоторое количество кремния. Углерод, который находится в составе многих химических соединений, находящихся в почве, лишает силикатные соединения кислорода, создавая газ из возбужденных атомов кремния. Эти атомы объединяются друг с другом и формируют крошечные кремниевые наночастицы, которые, паря в воздухе, интенсивно реагируют с атмосферным кислородом, попросту сгорают, выделяя большое количество тепла и света. И если такое происходит на самом деле, то в спектре испускаемого шаровыми молниями света должны прослеживаться четкие подписи кремния и других химических элементов, находящихся в почве.
Именно об обнаружении четких спектральных линий некоторых химических элементов в спектре света шаровой молнии объявили ученые из Северо-западного Нормального университета (Northwest Normal University) в Ланьчжоу, Китай. Они установили свое научное оборудование в районе плато Цинхай, располагающегося на северо-западе Китая, с целью исследования обычных молний. И во время сильной грозы в июле 2012 года они увидели, что сразу после удара обычной молнии образовалась шаровая молния. Это произошло на удалении 900 метров от точки расположения научного оборудования и ученым удалось записать видео и спектр света с помощью быстродействующих камер и спектрометра.
Зарегистрированная шаровая молния визуально имела вид шара, диаметром 5 метров, хотя фактический размер шара плазмы был намного меньше. Молния существовала около 1.6 секунд времени и за это время ее цвет изменился от белого до красного. Исследователям удалось заметить, что высота, на которой находилась молния, была равна приблизительно трем метрам, а по горизонтали молния преодолела расстояние около 10 метров.
Произведя анализ спектра света шаровой молнии, исследователи увидели четкие спектральные линии кремния, железа и кальция, элементы, которые в изобилии находятся в составе почвы в данной местности. Исследователи ожидали увидеть также спектральные линии алюминия, который также находится в больших количествах в составе минералов почвы, но, как это ни удивительно, спектральный анализ показал полное отсутствие атомом алюминия в плазме шаровой молнии.
"Я считаю, что китайским исследователям удалось совершить уникальное наблюдение, демонстрирующее весь процесс формирования и существования шаровой молнии определенного типа" - рассказывает Мартин Умен (Martin Uman), ученый из университета Флориды, специализирующийся на изучении молний и других атмосферных явлений, - "В прошлом было много исследовательских программ в этой области, но ученым удавалось запечатлеть на видео или на фотоснимках лишь обычные и вторичные грозовые разряды, никому из них не довелось наткнуться на шаровую молнию".
"Наблюдения китайцев указывают на то, что шаровая молния состоит из грязи в буквальном смысле" - рассказывает Мартин Умен, - "И эти наблюдения являются подсказкой для попытки создания настоящей шаровой молнии искусственным способом. В ближайшем будущем мы, совместно с нашими китайскими коллегами, попытаемся воспроизвести все условия в лаборатории и создать реальную шаровую молнию".
Источник