Еще мгновениё… На севере поднимается волна яркокрасного пламени. Эта волна заливает весь небосвод. Ледяная пустыня окрашивается в розовый цвет. Но это длится только несколько секунд… Цветная радуга распадается на тысячи цветных колонн или «столбов», которые начинают «ходить» по темному небу, то сталкиваясь друг с другом, то расходясь. Небо превращается в пестрый калейдоскоп, вращающийся с изумительной быстротой. Разноцветные волны беззвучно перекатываются по безбрежному воздушному океану, сталкиваясь друг с другом и как бы поглощая друг друга Небесный пожар длится иногда целые часы, то затихая, то разгораясь. Затем вдруг все явление исчезает. Небо темнеет. Показываются звезды. И ледяная пустыня снова покрывается мраком.
Почти до самого последнего времени полярное сияние оставалось полнейшей загадкой.
Ученые высказывали много различных предположений о причине этих явлений, но все эти предположения не выдерживали критики. Говорят, что известный физик и метеоролог Дове как-то спросил одного студента о причинах полярных сияний. Студент смутился и, не зная, что сказать, ответил: «это я хорошо знал, но сейчас у меня все вылетело из головы». «Очень жаль, — шутливо заметил Дове, — я вижу первого человека, который, оказывается, знает тайну происхождения полярного сияния, но, к сожалению, он это забыл. Может быть, вы вспомните потом и поведаете миру об этом необъяснимом явлении».
Теперь, однако, удалось установить, что явление полярного сияния тесно связано с солнцем и с солнечными пятнами. Как известно, наш земной шар представляет собою как бы огромный магнит, обладающий наибольшей силой притяжения в тех пунктах, где находятся земные полюсы. Все знают, с каким постоянством устремляются концы намагниченной стрелки компаса по направлению к магнитному полюсу, на север. Это происходит потому, что магнитные полюсы, как чрезвычайно сильные магниты, властно притягивают к себе все тела, заряженные противоположным магнетизмом.
Но магнитные полюсы притягивают не только намагниченные тела. Современная наука установила, что наше солнце можно сравнить с гигантским электромагнитом, заряженным отрицательным электричеством. Солнце посылает постоянно в мировое пространство так называемые катодные электрические лучи, состоящие из мельчайших наэлектризованных частиц — электронов.
Когда эти катодные лучи достигают верхних слоев земной атмосферы и подпадают под влияние земного магнетизма, они собираются в полярных странах, где находятся магнитные полюсы и где магнитное притяжение особенно сильно.
Движение этих наэлектризованных частиц совершается по спиральной линии, вдоль так называемой магнитной силовой линии нашей планеты. Приблизившись к северному или к южному магнитному полюсу, электроны устремляются под влиянием притяжения земного магнетизма в более низкие слои атмосферы и разряжаются здесь, производя световые явления полярного сияние.
Шведский ученый Биркеланд, изучавший много лет полярные сияния, устроил даже опыты с намагниченным шаром, который он «бомбардировал» катодными лучами. При этом опыте получалось, что в областях, соответствующих полюсам, появлялось слабое свечение.
После этого оставалось только разрешить вопрос, отчего зависит разнообразный цвет полярных сияний.
Норвежский ученый Л. Вегард высказал предположение, что разнообразие цветных полос и лучей полярных сиянии зависит от присутствия в верхних слоях земной атмосферы различных газов в твердом состоянии.
Вегарду опытным путей удалось установить, что зеленый цвет полярных сияний происходит от того, что электроны, посылаемые солнцем, попадают на твердые кристаллы азота, носящиеся в верхних слоях нашей атмосферы в виде тончайшей пыли. Подвергаясь действию электронов, посылаемых солнцем, кристаллы азота и загораются зеленым светом. Точно так же другие газы земной воздушной оболочки, в частности водород, излучают свечение при действии на них электронов.
Надо прибавить что предположение Вегарда встретило сильные возражении со стороны многих ученых. Новейшие опыты многих физиков показали, что зеленый свет северного сияния может выделяться и кислородом.
Арктика — «мастерская погоды»
Исследуя полярные страны, мы не только
научимся достоверно предсказывать погоду
на ближайшие дни, но, может быть, даже
на целый сезон.
Фритьоф Нансен.
Арктика играет крайне важную роль в климате всего северного полушария земли. В Арктике, по выражению Фритьофа Нансена, «делается погода» для всей северной Евразии. Арктика — «мастерская погоды».
Действительно, на далеком севере, где по наивному верованию древних греков было царство Борея, «бога ветров», зарождаются те циклоны и сильные ветры, которые приносят нам с севера холод, мороз и снежные бури.
Чтобы лучше понять, каким образом «делается» погода в Арктике, представим себе весь механизм воздушных течений на земном шаре.
Наша земля, благодаря своей шарообразной форме, неравномерно нагревается солнцем. Больше всего земля нагревается на экваторе, в тропическом поясе. Здесь солнце круглый год неустанно нагревает землю и воздух. Нагретые слои воздуха в тропиках поднимаются высоко вверх, как наиболее легкие, и устремляются к полюсам. В полярных областях солнце плохо согревает землю или совсем не согревает (зимой), поэтому здесь воздух быстро охлаждается и опускается вниз. Полярные области представляют как бы холодильники земного шара, набитые льдом. В северной и в южной полярных областях охлажденная атмосфера образует своего рода «полярные шапки», одевающие полярные области.
Отличаясь высоким давлением, холодные полярные воздушные слои устремляются в более теплые области нашего северного полушария, к югу, где давление ниже.
Это движение воздушных масс на поверхности земного шара несколько похоже на то, когда открывают дверь из теплой комнаты в холодную. Всякий знает, что из холодной комнаты струя воздуха идет низом, около пола, в теплую комнату, а из теплой комнаты теплый воздух идет в холодную комнату верхом, около потолка.
На земном шаре такой обмен теплого и холодного воздуха между жаркими тропическими областями и холодными полярными осложняется тем фактом, что наша земля находится в беспрерывном вращении с запада на восток. Вследствие этого вращательного движения, воздушные волны, идущие от полюса к экватору и от экватора к полюсу, уклоняются от своего прямого пути. Движение воздушных волн принимает вихревое направление. В местах встречи холодных и теплых воздушных потоков это вихревое движение особенно усиливается, и здесь возникают разрушительные воздушные вихри, называемые циклонами. Иногда циклоны захватывают обширные пространства и проносятся стремительно от полюса к тропикам. Все резкие перемены погоды вызываются на земле именно этими циклонами, которые возникают между «полярной шапкой» холода и тропиками.
«Полярная шапка» холодного воздуха ни на минуту не остается в неизменном положении. Она все время то как бы «набухает» (охлаждается выше средней нормы), то как бы «сокращается». При этом «полярная шапка» холода в зависимости от силы и направления теплых воздушных течений все время «сдвигается» то в одну, то в другую сторону — то в сторону Европы и Азии, то в сторону Америки.
В Арктике, на необозримых ледяных просторах, образуются так называемые «центры действия» циклонов, и эти циклоны, распространяясь к югу, несут с собою изменение погоды.
Отсюда становится ясным все огромное значение и важность изучения климатических и атмосферных условий в Арктике.
Если бы мы знали момент зарождения полярных циклонов, их пути и скорости их движений, то мы могли бы правильно предсказать погоду для местностей, лежащих к югу от полярной области.
Нет, конечно, надобности говорить о том, насколько важно предвидеть состояние погоды хотя бы за несколько дней вперед. В особенности это важно для сельского хозяйства. Здесь иногда предвидение погоды за два-три дня может спасти весь урожай.
Точное предвидение циклонов на севере важно также и для авиации и мореходства. Гибель Амундсена была вызвана именно тем, что вскоре после его отлета начался шторм, надвинувшийся из недр Арктики.
Арктика и жизнь
Всякое проявление жизни на земле зависит от солнца. Солнечный луч — творец жизни и энергии на земле.
Солнечная тепловая энергия действует на живое вещество — растение и животное — не только прямо, но и косвенно. Теплота солнца накапливается в земной коре, в воде морей, и затем ночью и в холодное время года это накопленное тепло может поддерживать жизнь растений и животных. Вот почему Арктика, несмотря на то, что солнце почти полгода не согревает ее, все-таки не представляет совершенно безжизненной пустыни. В Арктике есть свои растительный и животный миры. Жизнь бьется, хотя очень замедленным темпом, даже близ самого полюса.
