Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг

щит вокруг планеты, называется озоновым слоем. Озона, то есть кислорода О3, в ней содержится менее 10 частей на миллион, но и такая концентрация куда выше, чем во всех остальных частях атмосферы. Здесь поглощается 97–99 % поступающего вредоносного ультрафиолетового излучения, и именно это поглощение нагревает данный слой атмосферы.

Мезосфера

Мезосфера быстро охлаждается до –100 °C. Дело в том, что уровень поглощения солнечного излучения здесь резко падает. Это очень толстый слой, доходящий местами до 35 км. Именно в мезосфере происходит впечатляющее явление – падение звезд. На самом деле это метеоры, которые сгорают в этом слое, не достигая Земли. Таким образом, мезосфера защищает нашу планету от разнообразных камней и другого космического мусора, который притягивается из космоса гравитационным полем Земли. Метеоры проходят через экзосферу и термосферу, поскольку в этих слоях мало что может их задержать, однако, к счастью, в мезосфере достаточно газов, которые могут замедлить движение потенциально опасных объектов. Это замедление вызывает трение и последующее нагревание, и большинство метеоров распадаются и превращаются в пар. Однако так случается не всегда, о чем свидетельствует испещренный кратерами ландшафт многих земных континентов. Мезосфера, таким образом, спасает миллионы жизней – возможно, даже только за год.

Термосфера

Рядом с самым холодным слоем атмосферы находится ее самый жаркий слой. Температуры здесь могут достигать 2000 °C – благодаря поглощению ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца. Интересно, что именно здесь, в 500–1000 километрах от поверхности Земли образуются полярные сияния, когда заряженные частицы, летящие от Солнца, сталкиваются с атомами кислорода и азота, создавая невероятные яркие цвета.

Экзосфера

Экзосфера тянется от границ термосферы вверх, на 10000 км от поверхности Земли: это ворота в открытый космос и местонахождение многих искусственных спутников. Чрезвычайно высокий температурный профиль термосферы влияет на эту внешнюю оболочку атмосферы: происходит остывание с 2000 до 0 градусов, воздух холоднее всего по ночам. Атмосфера здесь довольно разреженная, однако можно обнаружить следы таких газов, как кислород и углекислый газ. Это последний слой атмосферы, который еще испытывает силу притяжения Земли. Важно отметить, что экзосфера – первый слой защиты от солнечного излучения, она первой встречает любой летящий к Земле объект.

Действительно ли астероиды – главная угроза Земле?

В своей последней книге «Краткие ответы на большие вопросы», опубликованной в 2018 году, физик-теоретик Стивен Хокинг приводит свои соображения по поводу одной из главных угроз Земле – столкновения с астероидом. У нас нет никакой защиты от подобного события, которое могло стать причиной вымирания динозавров 66 миллионов лет назад. Несмотря на то, что у Земли довольно мощная защитная система, состоящая из нескольких слоев атмосферы, каждый из которых служит своей основной цели, наличие множества ударных кратеров свидетельствует о том, что летящие из космоса камни иногда все же проникают в атмосферу, а некоторые долетают и до поверхности. Согласно спутниковым данным, от 5 до 300 тонн космической пыли ежедневно попадает в атмосферу, и частично эта пыль образуется после сгорания более крупных объектов. Однако сначала давайте определимся с терминами.

• Астероид: крупное каменистое тело в космосе, не имеющее атмосферы, однако вращающееся по орбите вокруг Солнца. Чтобы считаться астероидом, тело должно быть не менее метра в ширину, хотя порой имеет диаметр в сотни километров. Церера, крупнейший известный астероид диаметром 940 км, сейчас считается карликовой планетой. Астероид Веста, или (4)Веста, занимает второе место – 525 километров в диаметре. Между Марсом и Юпитером расположена самая богатая астероидами часть Солнечной системы, так называемый главный пояс астероидов. Предполагается, что околоземные астероиды некогда сошли с орбиты этого пояса астероидов. Кроме того, значительное количество астероидов имеется в поясе Койпера и облаке Оорта.

• Метеороид: любое космическое тело диаметром менее метра считается метеороидом. Это небольшие камни или частицы, вращающиеся по орбите вокруг Солнца. Они достаточно регулярно попадают в земную атмосферу. Если метеороид испаряется в атмосфере Земли, то становится метеором, которые часто называют падающими звездами. Орбита Земли часто оказывается на пути обломков хвоста кометы, которые и образуют метеоры, производящие впечатление падающих звезд. Постоянная орбита таких комет, как, например, комета Свифта – Таттла, позволяет довольно уверенно предсказывать ежегодные метеорные потоки, например, Персеиды в августе.

• Метеорит: если крупные метеороиды или астероиды переживают пролет через недружественную земную атмосферу, их называют метеоритами. Тысячи метеоритов не оказывают на поверхность Земли никакого воздействия, сгорая в нижних слоях атмосферы и ненадолго озаряя собой небо. Однако некоторые космические камни, обычно весом менее полукилограмма, все же пролетают через атмосферу, ударяются о земную поверхность и проходят практически незамеченными. Обнаружить их позволяет только всплеск энергии после того, как метеорит разобьется о землю. От такого столкновения могут задрожать стекла в окнах, взбаламутиться вода, оказаться поваленными леса. Однако на Землю периодически падают и более крупные метеориты, оставляя на поверхности большие кратеры. Впрочем, это очень редкие события, которые порой разделяют десятки тысяч лет.

• Болид: это очень яркий метеор, который, как правило, взрывается в атмосфере; иногда его еще называют огненным шаром. Болиды могут создавать ударные волны, попадая в нижние слои атмосферы и производя разрушительное воздействие. В феврале 2013 года болид диаметром около 18 м взорвался в небе, выбив окна по всему российскому городу Челябинску; пострадали 1200 человек.

Следы былых ударов

Крупнейший в мире кратер (по крайней мере, из изученных), образованный ударом астероида, Вредефорт, находится недалеко от Йоханнесбурга в ЮАР. Возраст кратера оценивается в 2 миллиарда лет, а радиус составляет 190 км. Геологи в подробностях изучили концентрические полукруглые гребни, все еще заметные по бокам кратера и неопровержимо свидетельствующие об ударе астероида. Предполагается, что астероид имел в диаметре 5–10 км: уже одних этих размеров достаточно, чтобы дать представление о том, какую огромную энергию должен был сохранять астероид перед ударом. Сложно сравнивать другие кратеры с Вредефортом, но все же в мире существует немало и других впечатляющих образцов.

Диаметр кратера Чиксулуб на мексиканском полуострове Юкатан составляет 180–240 км. С точки зрения геологии он сравнительно молод, т. к. сформировался всего 65 миллионов лет назад. Есть серьезные основания считать, что именно этот астероид стал причиной гибели динозавров. Мощь столкновения вызвала ударные волны по всем биомам Земли, в воздух поднялись огромные клубы пыли и других частиц, окутавшие всю планету, исполинские цунами полностью покрыли водой все доступные массивы суши. Однако кратер оставался неизвестен до конца 1970-х годов, когда на место прибыла геологическая разведка, представлявшая мексиканскую нефтяную компанию. За прошедшие тысячелетия провал глубиной 900 м почти исчез – сейчас его глубина составляет всего несколько метров. А совсем недавно, в декабре 2018 года, поступили сообщения о том, что в Беринговом море утонул какой-то огненный шар. Он появился на спутниковом изображении, где «сиял так же ярко, как Венера», что свидетельствовало о большом количестве