Лилия Алексеева - Небесные сполохи и земные заботы Страница 23

В свою очередь, гелиогеофизики полагают, что у такой сложной и неизученной системы, как атмосфера, вполне могут быть не предвиденные нами реакции на малые внешние воздействия. Говоря об этом, гелиогеофизики прибегают к образу спускового крючка, при нажатии которого малое действие высвобождает большую энергию. Энергетическая база здесь — это энергия сжатой пружины, приводящей в движение боек, и еще химическая энергия, скрытая в порохе. Предполагается, что и малое воздействие из космоса, приводя к развитию внутриатмосферных неустойчивостей, может сильно повлиять на погоду. Правда, при этом остается неясным, почему именно внешнее космическое воздействие играет такую решающую роль: переменчивая, вечно возмущенная атмосфера вполне может «спускать» свои неустойчивости сама, разрешая тем самым внутренние напряжения.

Когда–то было такое: зимний Урал, нетронутый снег перед входом в Капову пещеру. Там, в глубине, — известные на весь мир древнейшие наскальные рисунки. Мы, семеро студентов МГУ, только что сбросили рюкзаки и теперь меняем телогрейки на легкие штормовки — под землей должно быть 10–12 градусов тепла. Налегке мы хотим просмотреть начальную часть пещеры, где завтра предстоит работать нашей научно–спортивной экспедиции. Собрались, шагнули в грот и замерли. На пути встал перелесок из ледяных сталагмитов. Были прямые, но больше наклонных, под самыми невообразимыми углами. Увесистые, в человеческий рост, канделябры и рядом — тонкие, похожие на лыжные палки, они рельефно выделялись в свете зимнего морозного дня на темном фоне свода. Удивленное молчание… и чье–то тихое «Ах!». Хрустальный звон в ответ. Расколовшись на мелкие куски, лежали у наших ног ледяные канделябры и лыжные палки. Мы с сожалением фотографировали обломки и оставшиеся кое–где прямые столбики.

Встряхнуло воздух случайное восклицание, и повалились неустойчивые ледяные сталагмиты. Вот он, спусковой крючок. Да, чтобы ему сработать, нужна была особая обстановка пещеры, где выросли странные ветвящиеся, наклонные сталагмиты. В обычных условиях «открытого всем ветрам» мира такие внутренние напряженные состояния давно разрешились бы сами собой или вообще не могли бы возникнуть.

Мне ничего не оставалось, как завершить свою просветительскую миссию у этнографов знаменитыми словами моего коллеги из фильма: «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе — науке пока неизвестно!»

За текущей литературой по солнечно–атмосферным связям я продолжала следить. У меня сложилось убеждение, что детали поведения такой сложной системы, как атмосфера, умозрительно выявить нельзя: против каждого соображения нетрудно выдвинуть контрдовод, а то и несколько. Это значит, что судить о влиянии на атмосферу космических процессов можно лишь на основе фактов, достаточно достоверных, чтобы убедить инакомыслящих. Пусть даже выявление их не ведет к немедленному улучшению прогнозов погоды, с принципиальной точки зрения они все равно бесценны.

Значение фактов признавали и сторонники традиционного направления в метеорологии. Например, на рубеже 60‑х и 70‑х годов член–корреспондент АН СССР А. С. Мо–нин отмечал, что всякий результат, касающийся солнечно–атмосферных связей, следует воспринимать весьма критически, поскольку обнаружение таких связей, по его мнению, представило бы собой почти трагедию для метеорологии, так как в этом случае при составлении прогноза погоды на Земле нужно было бы прогнозировать сначала состояние атмосферы Солнца.

И вот в 1973–1975 годах произошло важное событие: свидетельства влияния космических процессов на движение воздуха вблизи поверхности Земли, пожалуй, впервые в истории выдержали пристрастную проверку специалистов–метеорологов, державшихся другой точки зрения. Эта дискуссия, в которой участвовали известные ученые–космофизики Роберте, Вилкокс, Хайнс и их сотрудники, в отличие от предыдущих велась без ссылок на неизученность и сложность атмосферы, была конкретной и доказательной. Такой характер обсуждения стал возможен только потому, что запуски космических аппаратов позволили получить детальные данные о космосе. Люди стали представлять себе ход процессов в нем и научились прогнозировать некоторые из них. Эти события заслуживают подробного рассказа.

Значительная их часть стала мне известна благодаря Сергею Михайловичу Мансурову. В 1973 году он был приглашен американскими коллегами участвовать в работе национального симпозиума по гелиогеофизике. Материалы этого симпозиума, с которыми познакомил меня, вернувшись, Мансуров, были очень интересны: кажется, это был первый случай, когда совещание по атмосфере проводилось с широким участием специалистов по космосу. На эти материалы я ссылалась, доказывая у себя в институте, что космофизикам пришло время заняться изучением атмосферы. Начальство пошло мне навстречу. Так кончилась пора моего знакомства с солнечно–атмосферными связями и началась работа по их выявлению.

10. Факты

Самое главное — факты.

Гелиогеофизиков часто называли дилетантами, и это звучало как упрек. Однако история знает немало случаев, когда дилетанты, заинтересовавшись каким–либо процессом, выпавшим из поля зрения ученых–профессионалов, делали неожиданные открытия. Например, 11‑летний цикл в изменениях солнечной активности был открыт в середине прошлого века астрономом–любителем, аптекарем по профессии, Швабе, который лично в течение 22 лет наблюдал в подзорную трубу с крыши своего дома за числом солнечных пятен на диске Солнца. Профессионалы, его современники, систематически таких наблюдений не вели.

А история открытия ионосферы! Решающий шаг в освоении диапазона коротких волн, в установлении дальней радиосвязи был сделан, как мы помним, радиолюбителями.

В 1973 году Роберте высказывался о себе как о дилетанте в метеорологии. Действительно, основное направление его исследований — космофизика. В одной из своих метеорологических работ он совместно с Олсоном попытался выявить реакцию атмосферы на отдельные возмущения магнитного поля Земли на материале гигантских атмосферных вихрей — циклонов. Циклоны часто образуются над бухтой Аляска в северной части Тихого океана. Робертс и Олсон проследили их развитие по синоптическим картам. Они отдельно рассмотрели циклоны, появлению которых предшествовало 10 магнитоспокойных дней, а в другую группу объединили циклоны, появившиеся после резкого магнитного возмущения. Циклоны второй группы оказались более мощными, особенно в начальный период своего развития (это различие наиболее заметно на высоте 9 километров). Поскольку возмущения магнитного поля Земли вызываются электрическими токами, текущими на высотах более 100 километров, уровень геомагнитной активности характеризует возмущенность ближнего к Земле космоса. Вывод, который сделали Роберте и Олсон, был в духе гелиогеофизики: за периодом возмущенности космоса следовало появление мощных циклонов у поверхности Земли.

Это был удивительный результат, особенно если учесть, что возмущения в космосе — это возмущения крайне разреженной среды: ведь плотность воздуха на высоте 100 километров более чем в миллион раз меньше его плотности на высоте 9 километров. Намного меньше разница в плотности между желе, лежащим на блюде, и самим блюдом. Но попробуйте, раскачивая ложкой верхний слой желе, сдвинуть с места тяжелое блюдо! Желе будет колыхаться, блюдо стоять. Наоборот, если тронуть само блюдо, желе сразу же ответит сильными колебаниями. Этот пример поясняет, почему известный специалист по атмосфере и физике космоса канадец Хайнс, проведя со своими сотрудниками тщательный анализ и согласившись с результатами Робертса и Олсона, дал им противоположное истолкование — с позиций традиционной метеорологии. По мнению Хайнса, естественнее было бы считать, что перемещения воздуха в плотной атмосфере у поверхности Земли вызывают быстрые движения вышележащей разреженной атмосферы. На высоте 100 километров и выше, как известно, — ионосфера: воздух электропроводен, поскольку он содержит в виде небольшой примеси заряженные частицы. Как мы знаем, движение такого проводника в магнитном поле Земли вызывает электрический ток в нем и соответственно магнитные возмущения: работает ионосферное динамо. Процессы в нижней атмосфере, продолжая развиваться, могут привести к зарождению циклона. Поскольку этот циклон возникнет уже после начала магнитного возмущения, он может быть ошибочно принят за следствие появления тока в верхних слоях атмосферы; другими словами, за результат космического воздействия. На самом деле обстановка в ближнем к Земле космосе будет определяться приземными процессами. Это рассуждение очень красиво и убедительно. Таков вообще стиль работ Хайнса. Его исследования по распространению атмосферных волн и уже упоминавшаяся нами совместная с Аксфордом работа по конвекции плазмы в магнитосфере считаются классическими.