Метеоритный дым: Разгадка облаков
Глубокими летними сумерками высоко, почти у границы космоса, загораются серебристые облака — возможно, самые прекрасные и самые таинственные из всех. Их тонкий блеск даже выглядит как-то не совсем по-земному, как нечто инопланетное. И это ощущение недалеко от истины: важнейшая деталь, необходимая для появления серебристых облаков, имеет космическое происхождение.
К такому выводу пришли ученые, под руководством Джеймса Рассела (James Russell) работающие по проекту NASA AIM, в рамках которого ведутся поиски объяснения феномену серебристых облаков и их свойств. «Мы обнаружили в серебристых облаках частицы ‘'метеоритного дождя'', — говорит Рассел, — Что подтверждает гипотезу о том, что метеоритная пыль служит центрами нуклеации для льдинок, образующих серебристые облака».
Впервые серебристые облака в качестве отдельного явления были осознаны лишь в конце XIX в.: их появление над северными широтами планеты было замечено пару лет спустя после знаменитого взрыва вулкана Кракатау. Пыль, поднятая им, вообще подарила людям немало прекрасных минут: по всей Земле наблюдались впечатляющие багровые закаты. Именно после них и стали вскоре обнаруживаться на небе тонкие, даже изысканные нити нежно-серебристого оттенка. Их появление, разумеется, было тут же связано с вулканической пылью. Однако пыль Кракатау осела, закаты стали обычными, а серебристые облака никуда не исчезли. Их можно видеть и сегодня, причем чаще и ярче, чем всегда. Если для них нужна пыль, то, может, космическая?..
Как и все прочие облака, серебристые представляют собой конденсат водного пара — правда, на тех высотах, где они формируются (более 80 км) так холодно, что частицы конденсата уже вовсе не жидкие. Это крошечные ледышки, причем в ходе экспериментов по проекту AIM было обнаружено, что около 3% этих ледышек имеют метеоритное происхождение. Удивляться здесь нечему: мелкие и даже микроскопические объекты врезаются в атмосферу постоянно, ежедневно с ними на Землю приносятся тонны вещества, немалую часть из которого составляет вода.
Практически все такие метеориты разваливаются и сгорают в атмосфере, и на высотах от 70 до 100 км постоянно присутствуют их крошечные останки. Как раз этой высоте соответствуют и серебристые облака. В связи с этим было сделано предположение, что частицы погибших метеоритов играют роль центров нуклеации для кристаллизации молекул водяного пара в ледяные кристаллы.
В нижних слоях атмосферы такое происходит постоянно: нуклеация капель воды, снежинок и льдинок происходит на частицах пыли. Набрав достаточную массу, они выпадают вниз осадками. Однако на большой высоте все несколько сложнее. С Земли не поднимается сюда достаточно пыли, воды здесь меньше, а давление почти нулевое, что сильно затрудняет нуклеацию. В этом и состояла загадка, логичное решение которой могло прийти только извне, из космоса.
По данным экспериментов AIM, частицы метеоритной пыли позволяют ледяным кристаллам вырасти до размеров 20−70 нм, то есть в 10−100 раз мельче, чем у обычных облаков ниже. Это и объясняет необыкновенно изысканный облик серебристых облаков, их тонкий голубоватый блеск: чем мельче частицы, тем более коротковолновое излучение они рассеивают. Соответственно, чем мельче льдинки в облаке — тем меньше в его окраске красных и желтых тонов, и тем больше голубых и синих.
Остается вторая главная тайна серебристых облаков: почему с момента первого наблюдения более века назад их число, яркость и частота появления непрерывно растут? Более того, если в XIX в. они замечались лишь на высоких широтах, в Приполярье, то сегодня их можно нередко видеть и куда южнее. Причину этому Рассел с коллегами видят в глобальном изменении климата.
По их данным, ключевую роль в этом процессе играет метан, газ, демонстрирующий мощный парниковый эффект более чем в 20 раз более выраженный, чем для углекислого газа. Количество метана в атмосфере за последнее столетие достигло уровня, невиданного уже десятки тысяч лет. «Когда метан поднимается в верхние слои атмосферы, он посредством серии реакций стимулирует появление в ней новых молекул воды, — поясняет Рассел, — Эта вода затем и образует кристаллы льда серебристых облаков».
Получается, что серебристые облака могут служить для той же цели, для которой некогда служили шахтерам канарейки. Птицы, крайне чувствительные к рудничным газам (в том числе и метану), действовали, ка к яркий индикатор их опасного накопления. Так и появление серебристых облаков, при всей их красоте, знак яркий — и нехороший.
По пресс-релизу NASA