В лаборатории физико-химических и радиологических исследований НИИ общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР ведутся интересные работы по изучению природы шаровых молний. Собрано огромное количество описаний этого редкого явления, причем около тысячи из них относятся к случаям, наблюдавшимся над водоемами, на больших судах, катерах и яхтах. Более того, проанализированы многие происшествия на водном транспорте, создана теория шаровой молнии.
Что же такое шаровая молния? По мнению некоторых авторов, она является антивеществом, поступающим из космического пространства. В нашей лаборатории неоднократно изучались материальные следы шаровых молний и ни в одном случае не было обнаружено повышенной радиоактивности. Следовательно, эта гипотеза несостоятельна.
По другой гипотезе, шаровая молния — ядерная реакция атмосферного ксенона, возбуждаемая сфокусированным облаками пучком космических лучей. Если это так, то материальные следы от нее тоже должны обладать высокой радиоактивностью.
Шаровая молния в основном состоит из тех же веществ, которые всегда содержатся в атмосфере: азота, кислорода, озона, паров воды и др. Активация и ионизация молекул происходит при воздействии на воздух электрических полей, в том числе обычных, линейных молний, и других физико-химических факторов — солнечной радиации, космических лучей. При определенных условиях сначала происходит концентрирование этих частиц, затем разогревание, после чего они начинают реагировать между собой, вызывая яркое свечение или взрыв. Иными словами, шаровая молния представляет собой сгусток сверх калорийного топлива. Небольшая плотность (порядка 1—2 г/л) позволяет ей парить или плавать в воздухе. Энергия небольшой (10—20 см) шаровой молнии может достигать 1 млн. Дж, а по мощности взрыва соответствовать нескольким десяткам килограммов нитроглицерина. Благодаря собственному источнику энергии шаровые молнии могут автономно перемещаться с весьма значительной скоростью. Водные поверхности способствуют их возникновению ввиду повышенного содержания над ними микропримесей углеводородов, увлажнения воздуха и электростатического притяжения из более высоких слоев атмосферы.
Шаровые молнии наблюдаются не только при дожде, но и при ясном небе. Они являются мощным источником видимого света, ультрафиолетовой, инфракрасной, микроволновой и рентгеновской радиации. Длительность существования разгоревшихся шаровых молний весьма ограничена и обычно не превышает одной-двух минут.
Огненные шары представляют явную опасность для людей. Хотя заряд у них может быть небольшим, но он вполне достаточен для поражения электрическим током одного или нескольких человек. Другим поражающим фактором является термический ожог, который может быть весьма сильным. Взрывы нередко становятся причиной контузии, оглушения, разрыва барабанных перепонок. Электромагнитные излучения вызывают поражения глаз, слепоту (чаще всего временную), ожоги и даже повреждение центральной нервной системы.
Немало неприятностей шаровая молния может доставить самому судну. Микроволновые излучения влияют на различные механизмы катера, могут, например, заглушать двигатели. Вследствие высокой температуры огненного шара (до 10—15 тыс. градусов) иногда загорается бензин, возникают пожары в городах.
Особой опасности подвергаются газо- и нефтехранилища. Исследователями описан, к примеру, случай, когда имевшая вид огненного кольца молния, пролетая на высоте около 300 м, «спикировала» вдруг на цистерну с горючим. Произошел сильный взрыв, взвился столб пламени. Представляют опасность и сильные электрические токи, вызываемые молниями. На пристани в Горьком во время грозы неожиданно засветились телефонные провода. От них отделился шар и, пролетев над пассажирами швартующегося теплохода, упал в воду. Такие мощные электротоки, естественно, могут легко выводить из строя различную аппаратуру.
От шаровой молнии могут загораться синтетические, полимерные материалы и даже краска. Известно множество случаев, когда при соприкосновении с твердыми предметами молния буквально рассыпается на мириады мелких шариков или искр и поверхность мгновенно охватывает пламя. Вещество шаровой молнии обладает и свойством как бы «прилипать» к поверхностям. Вследствие резких перепадов температур материалы, особенно стекло и пластик, растрескиваются. Разлетающиеся осколки при этом могут быть источником ранений. При резком ударе молния легко разбивает или прожигает стекла, другие материалы, выводит из строя сигнальные лампы, что представляет, в частности, опасность для бакенов и маяков.
Шаровые молнии обычно движутся навстречу потокам загрязненного воздуха (скажем, дыма из трубы или от костра). Этим и объясняется их частое проникновение в форточки и дымоходы. Привлекают молнию и отработанные газы. Иногда они «преследуют» суда, особенно катера и моторные лодки. Объясняется это и тем, что за быстро движущимся судном возникает область пониженного давления в более теплом воздухе. «Преследование», однако, может быстро закончиться, если молния израсходует основную часть энергии или расширится, уменьшив свою плотность. В последнем случае она резко поднимается вверх.
Особо подвержены поражениям быстроходные катера и моторные лодки, мчащиеся по небольшим рекам, и рулевые, сидящие открыто на корме у двигателя.
Чрезвычайно опасны встречные, лобовые удары. Поэтому, увидев во время движения шаровую молнию, следует быстрее остановиться, заглушить двигатель, закрыть окна кабины и переждать. Энергии огненного шара хватает ненадолго, а остановка позволяет избежать взрыва, дробления молнии, а следовательно, и пожара.
Покидать рубку, если пожар не возник, нет необходимости, ибо она представляет достаточно эффективное укрытие, полностью предотвращающее поражения ультрафиолетовой радиацией и от других факторов. А оставаясь в рубке, лучше все же пригнуться, защитив глаза от осколков стекол в случае их растрескивания или взрыва. С другой стороны, если молния преследует быстроходное судно, оправданным будет продолжение или даже ускорение движения. Через пару минут, израсходовав имеющиеся энергетические ресурсы, она исчезнет.