Землю окутывает невидимый щит, который образовался случайно!

Если взглянуть на нашу Землю в разрезе, то видны все ее слои. Вот внутреннее ядро. Оно где-то в сорок раз горячее, чем в вашей духовке. Это мантия — океан раскаленной лавы. А это земная кора — твердая поверхность, на которой мы все живем. Но если посмотреть наверх, то кроме атмосферы и озонового слоя, можно увидеть еще много чего. Недавно был обнаружен странный пузырь, который защищает нашу планету от радиации. И это не магнитное поле Земли — он состоит из радиоволн. В радиочастотном спектре наша планета светится, как новогодняя елка. Но нас интересуют сверхдлинные волны — те, что позволяют поддерживать связь с подводными лодками.

Радиоволны подобны световым волнам или обычным океанским. Взгляните на это. Расстояние между двумя пиками — это длина волны. А количество этих волн за определенный промежуток времени — это частота. Например, в этом интервале десять волн в одну секунду. Сможете угадать частоту этой волны? Да, это десять Герц. Сотовые телефоны используют волны с частотой от трехсот до трех тысяч Мегагерц. Так что добавьте к этому числу еще шесть нулей. Но волны такой частоты плохо проходят через барьеры. В туннеле связь обычно пропадает. Это потому, что внутри есть металл — проводящий материал, ослабляющий радиоволны.

Соленая вода — это тоже проводник. И если подводная лодка находится глубоко, толстый слой воды ослабляет сигнал, и связь теряется. Чтобы ее поддерживать, мы посылаем волны реже, но делаем их длиннее. За тот же промежуток времени частота коротких волн будет выше, чем частота длинных волн. Поэтому они так и называются — «сверхдлинные волны». Оказывается, эти волны распространяются по всей Земле и даже в космосе. И тут все становится еще интереснее. Волны сталкиваются с частицами солнечного излучения. Многим Солнце кажется дружелюбным, дающим свет и тепло, но также у него есть вредное излучение. Каждая вспышка или разряд вещества на Солнце вызывает еще больший всплеск излучения. Эти частицы долетают до Земли так же, как радиоволны. Они проходят сто пятьдесят миллионов километров от Солнца до Земли за восемь минут и врезаются в наш пузырь, который действует как щит.

Частицы излучения Солнца собираются в радиационных поясах вокруг Земли, и ее магнитное поле заманивает их в ловушку. А недавно обнаруженный пузырь сверхдлинных волн находится прямо под этим радиационным поясом. Это помогает отражать вредные выбросы. Анализ прошлых исследований подтвердил, что раньше радиационные пояса были ниже и ближе к Земле. Но при активном использовании нами радиоактивного излучения волны подняли этот пояс выше. Никто не ожидал такого эффекта. Но он даст нам возможность в будущем защитить астронавтов. На Земле нас защищает магнитное поле. Можно даже увидеть, когда заряженные частицы солнечного ветра заставляют частицы воздуха на полюсах нашей планеты светиться. Это полярное сияние. Восхищаясь его красотой, знайте, что так Земля спасает нас от вредных лучей.

Но за пределами магнитного поля Земли, в космосе, нас ничто не защищает. Это большая проблема для астронавтов, которые проводят на МКС долгие месяцы. Возможно, ученые научатся создавать защитные пузыри из сверхдлинных волн вокруг космических станций и аппаратов. То же самое не помешает и другим планетам. Мы собираемся колонизировать Марс. Там нет магнитного поля, и ничто не защищает нас от радиации. Но если создать там искусственный пузырь, то можно значительно уменьшить вредное излучение. Еще один невидимый пузырь, который нас защищает, — это атмосфера. Она как слоеный пирог — каждый ее уровень имеет свои свойства. Самый нижний слой, в котором мы живем, это тропосфера.

Этот слой содержит восемьдесят процентов массы всего воздуха на планете, и там находится водяной пар. Здесь в процесс включается погода. Солнце посылает лучи энергии на Землю. Поверхность планеты их отражает и нагревает воздух в тропосфере. Это заставляет его двигаться и меняться местами с холодным воздухом. Все ветры, циклоны и торнадо образуются только в тропосфере, на высоте около двенадцати километров. Поэтому пассажирские самолеты летают на высоте десяти километров. Ветер или другие плохие погодные условия почти не влияют на эту область, и воздух там не такой плотный, как на Земле. Полет на высоте полутора километров подобен движению по бисквиту — он непростой. Но на высоте десяти километров полет словно движение по взбитым сливкам — сопротивление почти отсутствует. Здесь двойная победа — экономия топлива и безопасность пассажиров.

Однако там очень холодно и невозможно дышать. Холодно, потому что там очень мало молекул воздуха, которые поглощают тепло от земли и передают его друг другу. Вот почему самолеты на всякий случай оснащены кислородными масками. Давайте немного здесь пройдемся. Это стратосфера. Здесь еще меньше молекул воздуха. И именно сюда летают метеозонды — маленькие воздушные шары с компьютерами, которые нужны для прогнозирования погоды. Эта часть атмосферы содержит озоновый слой — наш щит от вредного ультрафиолетового излучения. Озон почти такой же, как кислород, за исключением того, что в нем три атома. Когда вредные ультрафиолетовые лучи попадают в нашу атмосферу, они врезаются в молекулу о три. Луч разбивает молекулу на о два и еще один атом кислорода. Сам луч преобразуется в тепло. Но озон быстро восстанавливается. Атом кислорода присоединяется к о два, и молекула озона снова готова нас защищать. Этот невидимый щит спасает нас от радиации. Он породил всю жизнь на Земле.

По мере развития человечества в атмосферу начал выбрасываться газ фреон. Раньше его закачивали в холодильники. Итак, один атом хлора отделялся от молекулы фреона и связывал атом кислорода. Поэтому озон не мог регенерировать, как раньше. К счастью, использование фреона было запрещено, и озоновый слой начал восстанавливаться. Ученые ожидают, что к середине двадцать первого века этот процесс закончится. Стратосфера заканчивается на отметке пятьдесят километров. Следующий слой — мезосфера, самый холодный из всех. В среднем там около минус девяноста пяти градусов. Это в пять раз холоднее, чем в морозильнике. В мезосфере падающие метеоры начинают воспламеняться из-за трения в воздухе, а затем полностью сгорают. Воздух здесь слишком разрежен для полетов самолетов или воздушных шаров. Но мезосфера слишком плотная для спутников. Так что недостаточно хорошо изучена.

Следующий слой начинается с отметки девяносто километров над уровнем моря и пролегает до восьмисот. Это как расстояние между Лас-Вегасом и Сан-Франциско. В этом слое проходит линия Кармана — граница между Землей и космосом. Термосфера — место, где летают космические корабли и спутники. А еще в ней находится МКС. Температура в термосфере быстро возрастает: из-за солнечной активности там в десять раз жарче, чем в духовке. Но этот жар там не ощущается, ведь молекулы воздуха, переносящие тепло, настолько малы, что мы буквально будем плавать между ними. Представьте себе бассейн, в котором всего три капли воды. Это термосфера. Экзосфера — самый высокий слой атмосферы и самый широкий слой нашего воздушного пузыря. Ученые полагают, что его границы находятся примерно на полпути к Луне на расстоянии ста девяноста трех тысяч километров. В этой точке давление солнечной радиации начинает превышать земную гравитацию. Это все еще часть нашей атмосферы. То есть астронавты, совершившие космические полеты и побывавшие на МКС, фактически не покидали атмосферу Земли.