Цунами зажигают огни в атмосфере

    Оказывается, цунами могут создавать иллюминацию. По крайней мере, это сделала та самая печально знаменитая гигантская волна, которая обрушилась на Японию в марте этого года. Она так осветила небо, что фотокамера американских геофизиков, стоящая на вершине вулкана Халеакала острова Мауи, не могла не заметить этого. Снимки получились великолепные.

    Хотя, конечно же, эти снимки были сделаны еще в марте, однако только недавно ученые, проведя анализ увиденного, опубликовали их. Группа исследователей, под руководством Джонатана Макелы из Университета штата Иллинойс (США), сама не ожидала такого везения. "Это не более чем счастливый случай", — скромничает руководитель группы доктор Макела, хотя дело, конечно, не только в везении. Сыграло свою роль и то, что фотокамера была установлена в весьма удобном месте, работала круглосуточно и имела очень хорошую чувствительность.

    Итак, что же можно разглядеть на этих снимках? На них отчетливо видно зеленовато-желтое сияние, которое движется прямо за набирающей скорость волной, запаздывая примерно на десять минут. Со стороны кажется, что кто-то словно бы включает небесные лампочки в одном месте, потом выключает их и зажигает уже в другом месте, по соседству. Это очень похоже на гирлянду с "бегущими огнями", которую можно увидеть в любом городе перед новогодними праздниками. С одной только разницей — данная "гирлянда" находится в ионосфере, на высоте около 250 километров от поверхности нашей планеты.

    Каким же образом получилось это необычное свечение? Сейчас ученые могут лишь предположить механизм его возникновения. Как мы знаем, цунами возникают лишь в тех местах, где большая масса воды выдавливается вверх подземными толчками, то есть вода оказывается зажатой и деваться ей некуда — представьте себе аналогию с резиновым стаканом, заполненным водой, который со всех сторон начинают сжимать. Так вот, этот гигантский водяной столб, получивший хорошее ускорение, выталкивает вверх молекулы и атомы нижних слоев воздуха, которые находятся прямо над океаном.

    Они, соответственно, тоже получают хорошее ускорение и пулей летят вверх, пока не попадают в ионосферу — верхний слой атмосферы Земли, который сильно ионизирован из-за постоянных контактов с космическими лучами. Именно поэтому там все время летают массы заряженных частиц — ионов, электронов и прочих "хулиганов". В результате, когда обычные атомы сталкиваются с заряженными частицами, они, теряя свою кинетическую энергию, испускают квант света (ибо, как мы помним, согласно Закону сохранения энергии, последняя не может исчезать в никуда, она лишь переходит из одной формы в другую — в данном случае энергия движения частицы при столкновении переходит в световую).

    Итак, иллюминация возникает из-за "аварии", в которой участвуют частицы из нижних слоев атмосферы и "обитатели" ионосферы. Любопытно, что этот процесс весьма похож на тот, в результате которого возникают северные сияния. Однако там "пришельцы", устраивающие столкновения, появляются не со стороны Земли, а со стороны космоса — это частицы разлетающейся от Солнца плазмы, которую ученые называют солнечным ветром. Но сам механизм возникновения ионосферной иллюминации точно такой же. К слову сказать, такие столкновения происходят в ионосфере постоянно, но на этот раз, как и при возникновении северных сияний, их количество было неизмеримо большим, поэтому-то и получилась достаточно мощная иллюминация в виде бегущей за цунами волны свечения.

    Американские геофизики установили, что иллюминация вспыхивала строго над тем местом, по которому проходила гигантская волна-разрушитель, запаздывая на три-десять минут. Так что ее путь с точностью совпадал с маршрутом цунами. Как только волны обрушились на берег японского острова Хонсю, сияние практически сразу же погасло — не стало той силы, которая выталкивала частицы воздуха вверх.

    Подобные возмущения ионосферы, вызванные цунами, регистрировались и в прошлом, хотя достаточно редко. Тем не менее, ученые уже не раз измеряли время, за которое частицы воздуха достигали ионизированных слоев атмосферы. В этот раз измерения оказались самыми точными, поскольку, помимо камеры на Гаваях, за ними следили и с Японских островов через системы GPS (спутники этой системы также могут фиксировать ионосферные возмущения и передавать о них информацию на землю, причем давая точную привязку к земной сетке координат).

    Г-н Макела и его коллеги предположили, что подобную иллюминацию, раз уж ее может зафиксировать фотокамера, можно использовать в благих целях. Она может свидетельствовать о том, что цунами все-таки зародилось и подсказать направление его движения. Правда, вряд ли это поможет службам спасения, поскольку, как было сказано выше, свечение несколько запаздывает, а если речь о движении гигантской волны, то счет начинает идти на секунды. Кроме того, ни одна страна в мире сейчас не обладает соответствующей системой спутников, способных следить именно за этими явлениями (спутники GPS отслеживают свечение ионосферы вообще, выделяя при этом пики и спады, так что эту информацию невозможно обработать быстро).

    Тем не менее, данное наблюдение весьма любопытно. Оно показывает тесную взаимосвязь оболочек нашей планеты. И это заставляет задуматься: раз событие, произошедшее в гидросфере, влияет аж на самые верхние слои атмосферы, то возможна ли обратная связь? Можно ли в принципе с помощью зондов или спутников запустить какой-нибудь процесс "сверху", чтобы он сделал невозможным само образование цунами? Так что, как видите, ученым есть над чем хорошенько поразмыслить…