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.
«Не может ли это совпадение дать дополнительных указаний о природе серебристых облаков? — читал Роберт. — Если серебристые облака присущи только верхнему пограничному слою стратосферы, то нельзя ли объяснить постоянство их высоты просто постоянством пограничного слоя в верхней части стратосферы?»
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.
