Природная лаборатория шаровых молний

«Наш отряд целиноградского филиала Института почвоведения Академии наук Казахской ССР проводил почвенно-географические исследования в Кустанайской области... Проделав обычный дневной маршрут, отряд остановился на ночлег в Терсекском лесу — в нескольких десятках километров от совхоза «Диевский». После ужина к нашему костру подошел лесник Шаймерден Искаков. Шаймерден рассказал о странных блуждающих огнях, которые каждую ночь появляются в Терсекском лесу... Посмотреть их? Пожалуйста. Шаймерден повел нас. Действительно, на невысоком пригорке мы увидели огненные точки. Решили рассмотреть их поближе. Подъехали. Огненные точки оказались шарами желто-красного цвета диаметром 20—25 сантиметров. В ту ночь мы увидели два таких шара. Утром тщательно осмотрели место, где перемещались загадочные шары, но никаких следов на почве и растительности не обнаружили.

Недели две спустя мы опять заночевали в Терсекском лесу и вновь увидели желто-красные шары на том же самом месте...»

Это отрывок из напечатанного в газете ("Комсомольская правда", 5 июня 1965 г. - М. Г. ) письма почвоведа М. Бельгибаева.

...Письмо сопровождалось комментариями корреспондента газеты, проверявшего факты на месте. Могло ли такое письмо не заинтересовать физиков? Перспектива поработать в природной лаборатории шаровых молний и ежедневно наблюдать два-три экземпляра таинственных шариков многим казалась заманчивой.

В Москве сотрудники Московского государственного университета, в том числе и автор этих строк, сотрудники Физико-технического института, Института химической физики АН СССР и других организаций через редакцию газеты установили связь друг с другом и стали планировать самодеятельную экспедицию. Как потом выяснилось, мы были не единственные и даже не первые. Изучать феномен Терсека решили физики Харькова, Алма-Аты, Свердловска, Новосибирска, Фрунзе, Челябинска и других городов.

Загадка шаровой молнии

Почему такой всеобщий интерес вызвало это сообщение? Дело в том, что ученые до сих пор почти ничего не знают о природе шаровых молний. Это—довольно редкое явление. Появляются шаровые молнии внезапно, чаще всего после вспышек обыкновенной линейной молнии. До сих пор не удавалось провести каких-либо наблюдений шаровой молнии с помощью приборов, хотя и сделано несколько ее фотографий.

Знакомство большинства физиков с шаровой молнией можно считать в основном книжным. Из литературы известны только два случая, когда ученые наблюдали шаровую молнию в лабораторных условиях. Один из этих случаев окончился трагически: Г. В. Рихман погиб во время опыта с атмосферным электричеством. Он был поражен шаровой молнией голубого цвета величиной с кулак. Другой случай носит несколько комичный характер. Шаровая молния залетела в дом ученого. Покружившись по комнате, она неожиданно устремилась в чан с водой и разрядилась там с шипением и бурлением. Нерастерявшийся исследователь сунул в воду термометр и по разности температур определил энергию молнии. Это — единственное измерение такого рода. Осталгные оценки энергии молнии — косвенные, по производимым ею разрушениям.

Загадка шаровой молнии привлекает внимание ученых уже несколько столетий. В лабораториях неоднократно пытались получить искусственную шаровую молнию, но безуспешно. Высказывались различные гипотезы о природе этого явления. Одна из последних гипотез была высказана академиком П. Л. Капицей, предположившим, что шаровые молнии возникают при непрерывном поступлении энергии в пучностях радиоволн сантиметрового и дециметрового диапазона, излучаемых линейными молниями. В нескольких лабораториях при подведении колебаний большой мощности были получены светящиеся шары ионизованного газа. Они могут, например, возникать в фокусе антенны сверхмощного радиолокатора и существуют, пока к ним подводится энергия. Однако некоторые ученые сомневаются в правильности и этой гипотезы, потому что мощного излучения радиоволн линейными молниями до сих пор не обнаружено. Гипотеза не объясняет также многообразия в «поведении» шаровых молний, не объясняет возникновения их в ясную погоду — без грозы или через некоторое время после ее окончания. Свидетельств о появлении шаровой молнии во время грозы и в ясную погоду в литературе много. В. Брант в своей книге, вышедшей в 1923 году, обработал показания очевидцев, опубликованные в течение нескольких столетий, и сделал выводы о характерных признаках шаровых молний. Цвет и размер светящихся шаров в Терсекском лесу соответствуют выводам В. Бранта о наиболее часто встречающемся цвете и размерах шаровой молнии. Брант пишет о двух типах шаровой молнии, возникающей как после вспышки линейной молнии, так и без нее.

Шаровые молнии первого типа «плавающие»—плавают в воздухе вблизи земли, чаще всего имеют красный цвет и диаметр в пределах десяти — двадцати сантиметров. Как правило, исчезают тихо, без взрыва, но иногда взрываются. В закрытых помещениях движутся со скоростью около 2 м/сек, движение обычно не зависит от потоков воздуха. Некоторое время могут оставаться в покое.

Шаровые молнии второго типа — «осевшие». Их цвет — ярко-белый. Оседают они на каком-либо предмете или катятся по нему. Если предмет металлический, шаровая молния нагревает его. Если такая молния оседает на человеке, то, двигаясь по нему, иногда под одеждой, производит сильные ожоги, порой смертельные. Исчезает «осевшая» молния со страшным грохотом, производя большие разрушения. Случается, что «плавающая» молния переходит в «осевшую». В этом случае наблюдается внезапное резкое движение к предмету. В момент оседания молния может взорваться. Время жизни шаровых молний от нескольких секунд до нескольких минут.

Вот рассказ очевидца, наблюдавшего шаровую молнию в 1890 году: «Тихий, безветренный вечер. Вдали появился как бы слабый светлячок или слабо мигающая лампа. Феномен двигался медленно с востока на запад по перпендикуляру от реки Псёл... из низины на возвышенность, движение все ускорялось... Шар размером с детский мяч сначала был голубой, потом стал золотистым и поразил усадьбу одного крестьянина в трех четвертях километра от нас... При осмотре пострадавшей усадьбы выяснилось, что молния угодила в трубу еще горячей после топки русской печи... не развалила ее, но изрешетила мелкими дырочками — как оспенными ямками, величиной с крупную дробь. Люди, ужинавшие за столом, не пострадали, только были оглушены. Изба и сарай со скотом загорелись...»

Это — одно из многих свидетельств возникновения шаровой молнии без грозы. Чем же тогда она порождается, откуда черпает энергию? На это у данного очевидца ответа нет, однако у других, описывающих шаровую молнию, видна явная связь этого явления с атмосферным электричеством, хотя и без грозы.

Вот рассказ очевидцев, совершавших переход по горам в 1902 году: «После грозы часа через полтора стали подниматься на перевал. Вышли в полосу разорванных грозовых туч... Внимание привлек огненный шар. Размером и видом он был похож на диск луны в полнолуние, но окружен лилово-сиреневым сиянием, внутри казался раскаленным добела куском железа, в коем зигзагообразно пещрились искорки более светлые, чем его масса, и слышалось легкое потрескивание. Шар словно катился по краю ущелья (выше дороги), земли не касался. Плыл медленно, пересек дорогу на высоте одного метра, снова углубился в ущелье и скрылся в облаках, довольно долго просвечивая».

Другой случай появления шаровой молнии вне грозы описан Ю. М. Залесским (журнал «Природа» № 10, 1958 г.). Февральским вечером 1958 года шел снег. Снежинки были так сильно наэлектризованы, что между ними проскакивали разряды. «Потрескивание слышалось всюду, как общий шум. Вдруг на высоте четырех метров посредине переулка в воздухе среди медленно падающих снежинок засветился красноватого цвета шарик диаметром примерно в два сантиметра. Не меняя высоты, он медленно проплыл вдоль переулка под проводами уличного освещения, на расстоянии сорока сантиметров от них, напоминая крупную искру, которую можно видеть при пожаре. Проплыв около пятнадцати метров, шарик погас так же внезапно, как и загорелся. Через некоторое время шуршание и треск снега начали уменьшаться, хотя снег еще продолжал идти около получаса».

Терсекский феномен

Обстоятельства сложились так, что я оказался в Терсеке не вместе со всей экспедицией, а несколько раньше, для рекогносцировки. Мне предстояло сделать снимки, определить спектр свечения шаров, а также записать рассказы очевидцев.

4 июля этого года я приехал в Семиозерный район. В райкоме партии я впервые услышал о большом числе экспедиций, приезжавших в Терсек. О светящихся шарах в райкоме читали, разговоров было много, но подробностей никто не знал.

Сказали мне, что есть «студент-птицелов» — Юрий Самородов, который видел огненные шары и приближался к ним.

Ю. Самородова я застал в Диевке, на базе экспедиции биолого-почвенного факультета МГУ. Он мне рассказал, что второй год изучает местных птиц. Огни видел и в прошлом году, но не придавал им большого значения. После того, как прочитал заметку в газете, стал вести регулярные наблюдения. В течение недели каждую ночь выходил смотреть на огни. В восточном направлении действительно видел огни, похожие на шары, цвет свечения фосфорический. Огни горят далеко, кажется, что они висят в воздухе на расстоянии полугора метров от земли.

В бинокль огонь был виден чудесно,— продолжал Самородов,— удавалось различить, что верхний край вибрирует, как вибрирует пламя от горячих потоков воздуха.

Разговор прервался при появлении профессора, руководителя экспедиции биологов. Узнав, зачем я приехал, он сразу же огорошил меня:

Когда это вы бросите ездить, тратить время и деньги?

Профессор пояснил, что он имеет в виду экспедиции, которые одна за другой едут в Терсекский лес. По его мнению, светящиеся шары вряд ли заслуживают такого большого внимания. Я возразил, что если светящиеся шары окажутся шаровыми молниями, то поиски оправданны.

Тогда профессор с увлечением стал развивать свою теорию возникновения шаров в Терсеке. Последовала небольшая дискуссия. К моему разочарованию, феномен все больше терял облик шаровой молнии.

Юрий достал блокнот и сказал, что здесь, в блокноте, он перечислил неточности, которые допустил М. Белъгибаев в опубликованной заметке. Он, например, неверно определяет высоту, на которой появляются огни, у него нет оснований точно указывать расстояние от наблюдателя до огней, расстояние это лишь кажущееся. Бельгибаев говорит, что огни прыгают, Самородов не замечал этого. Шары наблюдаются на расстоянии не менее двух километров. О природе огней у Самородова не составилось окончательного мнения, но он подчеркивает, что огни хорошо видны лишь в ясную погоду.

К концу дня парторг совхоза Владимир Прокофьевич повез меня в Терсекское урочище к кордону.

От Дневки до кордона около тридцати километров. Грунтовая дорога хорошо укатана, за горизонт уходят поля пшеницы. Дождя не было больше месяца, и видно, что растения кое-где начинают вянуть. Остановились мы около дома пасечника, примерно в ста метрах от кордона.

Василий Анисимович, говорят, у вас шары какие-то летают,— начал парторг.

Пчеловод сердито посмотрел на нас:

Я работаю в Диевском совхозе шестой год. Вижу огни и зимой и летом, почти каждую ночь. Никогда мне не приходило в голову считать их шарами. «Огненные шары» — выдумка лесника и Мухтара Бельгибаева.

А что за свет появляется по ночам?

Были здесь экспедиции, определили, что это свет далеких селений, он проходит через слои воздуха разной плотности, «миражирует».

Пчеловод добавил, что огни видны только в ясную погоду, при хорошей видимости.

Я прожил на пасеке пять дней, расспрашивал местных жителей, изучал окрестности, вечерами ходил к кордону наблюдать огни.

Пасека расположена на восточном краю возвышенной равнины. В полукилометре — лес. Урочище Терсек — это группа островков леса (колков). Они образуют дугу, как показано на схеме. Лес растет по склонам впадины Данабике. Если смотреть с кордона Терсек, лес закрывает горизонт с севера и запада. С юга горизонт загораживают гряды холмов. В восточном направлении местность понижается, впадина Данабике переходит в Тургайскую ложбину. С кордона виден противоположный склон, лежащий на расстоянии от шестидесяти до восьмидесяти километров. В юго-восточном направлении горизонт скрыт гребнем холма. Гребень к северу понижается, а с южной стороны переходит в поросшую лесом гору Аулиетобе.

Мне рассказали, что уже давно местные жители по вечерам замечали на вершине гребня странные блуждающие огни. Среди чабанов и лесников бытовала легенда, что это души умерших святых людей выходят из могил и являются людям в виде огненных шаров. Могильников в степи много.

Лесник Шаймерден Искаков уверяет, что на горе Аулиетобе тоже есть могила, и огонь, мерцающий на гребне, — это душа пастуха, погребенного в ней. Огни эти священные, и человек не может к ним приблизиться.

Шаймерден очень общителен, любит рассказывать легенды об окружающих горах, реках, могильниках. Знает их множество.

Шаймерден видел шары не только в стороне могильника на гребне, но и с других сторон, хотя реже. В день моего приезда он видел два огня на юге. На вопрос, когда видны огни, ответил:

Появляются сразу после наступления сумерек и исчезают около часа ночи.

В дни, когда жил на пасеке, я много беседовал с Василием Анисимовичем. Он рассказал мне об экспедициях, приезжавших сюда.

Через четыре дня после того, как в газете было опубликовано письмо Бельгибаева, в Терсеке появилась первая экспедиция — Сибирского отделения Академии наук СССР. Приехали на машине со многими приборами. Ехали почти без остановок, сменяя шоферов. Добрались до места в течение трех суток. У новосибирцев были подзорные трубы с сильным увеличением, большие кинокамеры, прожекторы. Наблюдая в подзорную трубу неподвижные огни на востоке, они ясно увидели, что огни распадаются на отдельные точки. Ученые пришли к выводу, что это огни селений, расположенных на расстоянии километров в семьдесят. Перемещающиеся огни — это свет фар. Удалось зафиксировать переключение света с дальнего на ближний при встрече машин, движущихся на расстоянии в несколько десятков километров от наблюдателя. Огни, видимые в стороне гребня,— тоже огни далеких селений. Василий Анисимович несколько раз сам пытался на машине и на мотоцикле подъехать к огням поближе. Экспедиции, приезжавшие в Терсек, обращались к нему, и он сопровождал их. Всегда наблюдалась одна и та же картина. Огонек по мере приближения к нему переходил с ближнего гребня на следующий и т. д.

Рассказал пасечник и о других экспедициях. Приезжали из Свердловска, из Целинограда, Челябинска, Алма-Аты.

Во время наших бесед с пасечником я все пытался выяснить, почему же Шаимерден и Бельгибаев решили, что огни особенные. Он терпеливо объяснял мне, что лесник — выдумщик, человек с фантазией, а Бельгибаеву «показалось». Вспомнил Василий Анисимович и о том, как они вместе с лесником отправились в кузове машины новосибирской экспедиции к огню. Въехав на один гребень, увидели впереди красноватый свет. Шаимерден сразу застучал по крыше кабины, потребовал, чтобы машина остановилась, закричал, что это «плохой огонь», дальше ехать нельзя. Однако затем оказалось, что это огонь костра.

Шаимерден рассказывал мне о поездках с новосибирцами по-своему:

Хотели объехатъ огонь. Я говорил, зачем объехать, надо прямо ехать, не послушали, стали объезжать и не нашли огонь. Другой раз ехали прямо на огонь, шар стоял, горел, потом уходил.

Оптический обман

Кордон Терсек находится на высоте 220 метров над уровнем моря. В восточном направлении местность непрерывно понижается. Если смотреть точно на восток, то видна светящаяся точка — слившиеся огни села Данабике, расположенного в тридцати восьми километрах от кордона в глубине Тургайской ложбины, на высоте 120 метров над уровнем моря. В шестидесяти пяти километрах от нас находится село Шолоксай, оно гораздо крупнее Данабике, и его огни дают более яркую светящуюся точку. Село не скрывается за горизонтом, потому что лежит на противоположном склоне Тургайской ложбины (185 м над уровнем моря). Есть там еще огни полевого стана. Поздно вечером, когда скрадываются расстояния, эти неподвижные огни кажутся висящими в воздухе совсем близко, не далее одного-двух километров. Иногда видны блуждающие огни — свет фар машины или трактора. Цвет свечения этих огней и огней в юго-западном направлении одинаков.

На гребне в разные дни видно разное количество огней. Пока я жил в Терсеке, над гребнем в одном и том же месте была видна светящаяся точка, медленно менявшая свою яркость. Она то светила несколько минут, то на длительное время исчезала. Если подойти к вершине гребня, возникает обманчивое впечатление: кажется, будто светящийся шар стоит прямо над кустарником, совсем близко. Если подняться на вершину, огненный шар виден над следующим гребнем и т. д. Если смотреть с крыши дома лесника, огонь все время светит сильно и ровно. Это свет села Джамбул, находящегося в тридцати пяти километрах от кордона. Село расположено на высоте 210—215 метров над уровнем моря. Уровень кордона и ближайшего гребня, за которым видны огни, одинаков — 220 метров. Той же высоты и плато, за которым расположено село. Маленькое понижение — метра четыре — не мешает видеть огни, так как оно компенсируется высотой фонарных столбов. Может играть роль и преломление лучей в неоднородных по плотности приземных слоях воздуха. Изменение плотности вследствие турбулентности ведет к изменению яркости, мерцанию.

Между селами Джамбул и Федосеевка есть дорога. На плато перед селом Джамбул она, несколько петляя, идет точно в направлении кордона. Когда по дороге движутся машины, свет их фар виден как бы на гребне. Зрительно создается впечатление блуждающих огней, а с близкого от гребня расстояния — блуждающих огненных шаров. Я определял спектр всех огней, видимых с кордона. Спектр непрерывный, как и полагается быть спектру ламп накаливания.

Таким образом,— и это мнение почти всех приезжавших сюда экспедиций — в Терсекском урочище регулярно возникающих шаровых молний нет. Физикам остается надеяться, что в Советском Союзе все же, может быть, где-нибудь найдется место, где шаровые молнии возникают достаточно часто, и поездка туда с приборами не окажется напрасной. И еще мне кажется, что следует подумать о создании центра по сбору информации о шаровых молниях, чтобы каждый очевидец этого редкого явления мог написать туда о своих наблюдениях.

Кандидат физико-математических наук В. КАНАВЕЦ.

(«Наука и жизнь», 1965, № 11)

Назад