От гроз до работы головного мозга: как электричество управляет жизнью на Земле

Электричество вокруг нас. Мы можем знать о нем, а можем и не знать.

Но как не знать, например, о молнии? Молния горячее Солнца, и когда она бьет в землю, расходуется огромное количество электроэнергии. Эта электроэнергия, если направить ее в нужное для человека русло, может, например, за одну минуту вскипятить тысячу чайников.

Мы не знаем, что будет с миром, если молнии прекратят свое существование. Но электричество не только в молниях, оно повсюду.

Так что о природном электричестве знает современная наука? Разберемся прямо сейчас с программой "Как устроен мир" и ее ведущим Тимофеем Баженовым.

Мощнее, чем лазерный меч: анатомия молнии

Маленький ручеек, заключенный в трубу, вполне может быть маленькой электростанцией, если поставить небольшой генератор и заставить воду вращать вентилятор-пропеллер. Большая электростанция – это много электроэнергии, но строить ее очень дорого и долго.

С другой стороны, каждый из нас во время дождя видел молнию. А молния – это огромный электрический разряд с чудовищной силой тока. Можно сказать, что над нами бушует океан дармовой энергии.

Люди научились собирать молнии и даже строить молниевые фермы. То есть человек может сделать так, чтобы молния ударила туда, куда человеку нужно.

Но вопрос в другом: пока что мы не изобрели аккумуляторы, которые могут со страшной скоростью удара молнии и грома впитывать этот огромный объем энергии. То есть мы не можем хранить энергию, которую уже научились получать.

Звание самого грозового места в мире заслужила местность вокруг озера в Венесуэле. В среднем шесть дней в неделю здесь можно услышать гром и увидеть сотни молний.

В этой точке вырабатывается десятая часть всего озона на планете. Ученые считают, что виной всему местные болота – это источник метана, над которым также сталкиваются холодные и теплые воздушные массы.

"Почему в целом явление там существует? Есть на это несколько факторов, и в основном географические. Во-первых, озеро располагается, скажем так, в горной долине, соответственно, идет изоляция атмосферного явления. Плюс подгоняется влага с Карибского моря, что тоже, соответственно, придает дополнительную силу грозовым облакам", – поделился авиационный синоптик первой категории ФГБУ "Гидрометцентр России" Олег Ходыкин.

Санкт-Петербург известен как окно в Европу, но для Олега Ходыкина он стал окном в профессию. Где еще учиться метеорологии, как не в Северной столице, где погода меняется несколько раз в день. Синоптик рассказал, что Венесуэла не единственное грозовое место на Земле.

"Есть ли подобные явления вообще еще в мире? Да, конечно, есть. Таких мест в целом несколько, но самое, пожалуй, еще известное – это молнии, происходящие над озером Виктория. Там также до 200 ночей в год происходят грозы. Причем из-за географического расположения озера Виктория днем грозы происходят именно вокруг озера, а в ночное время только над озером, то есть над поверхностью воды", – добавил эксперт.

Громы и молнии часто сопровождают извержения вулканов, как будто летящие камни, поток и брызги лавы недостаточно показывают силу природы. Это явление называется "грязные грозы", в нем нет ничего загадочного.

Вылетающие из жерла частицы золы несут положительный заряд, а уже падающий пепел – отрицательный. Их столкновение и порождает электричество.

"Когда извергаются вулканы, выбрасывается огромное количество пепла. И здесь механизм возникает такой же, как в случае грозы. Трение частичек друг об друга порождает как раз электричество, и возникают, собственно, разряды, и мы видим молнии. Причем молнии достаточно часто сопровождают извержение вулкана. И впервые это было во время извержения Везувия", – сообщил старший преподаватель кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ имени Ломоносова Алексей Сазонов.

Ученые реконструировали и показали гибель Помпей на видео

Основой послужили записи римского историка, наблюдавшего за катастрофой с другого берега.

"Молнии, которые возникают во время извержения вулкана, называют "грязными" как раз потому, что они возникают в клубах пепла, которые, в общем, темного цвета", – отметил гидролог.

Алексей Сазонов убедился, что знание о стихийных бедствиях в прошлом дает способ предупредить их в будущем. Этому посвящена и его диссертация.

Не просто сухое научное исследование, а работа, имеющая важное практическое значение. На основе статистических данных ученый рассчитал признаки наводнений в Великом Устюге и научился их предупреждать.

Теперь стихия не преподнесет неприятных сюрпризов. Для предупреждения гроз надо следить и за уровнем воды, ведь появление молний связано с влажностью.

"В экваториальных широтах будут наблюдаться те факторы для формирования кучево-дождевых облаков – это и высокая температура, высокая влажность, высокое испарение. И вот в этих широтах грозы будут чаще всего. И именно поэтому вот, например, мы не наблюдаем их зимой. Потому что холодно, испарения малые, и эти облака они не формируются", – пояснил Сазонов.

Извержения вулканов, которые сопровождались грозами, привели к появлению молекул, ставших аминокислотами, строительным материалом для первых клеток на планете Земля. Не зря многие жизненные процессы в организме и сейчас связаны с электричеством.

"Биоэлектричество – очень интересная тема, потому что применяется оно в наших живых организмах огромным количеством способов. Первое, что мы вспоминаем, – это то, что по нервам импульс передается в виде электрического сигнала", – отметил Александр Хлынов, биолог, преподаватель в частной школе.

Молния – это не единичный разряд, а целый каскад вспышек, который идет по нарастающей. Благодаря спутниковым снимкам удалось зафиксировать самый длинный разряд. Молния пробила расстояние в несколько сотен километров.

"Имеются, конечно, среди молний свои рекордсмены. Причем мы возьмем официально зарегистрированные рекорды Всемирной метеорологической организации, например, по продолжительности молнии. На границе Уругвая и Аргентины был зафиксирован случай, и молния продолжалась 17 секунд. Если мы обычно видим вспышку, да, которая продолжается менее секунды, то здесь молния, можно сказать, жила целых 17 секунд. А по длине, скажем так, грозового канала, самой молнии рекорд был зафиксирован в США, и длина молнии составила 829 километров", – заявил синоптик Олег Ходыкин.

Пройти сквозь взрыв и остаться невредимым: можно ли защититься от молнии

Самолеты стремятся обходить грозовые фронты. Сверхдлинная молния может настигнуть воздушное судно, но электрический ток пробежит по поверхности самолета и не причинит ему вреда. Ведь алюминиевый корпус – это своеобразная клетка Фарадея.

"Самолет летит достаточно высоко. За счет трения образуется разность заряда, то есть возникает заряд на самолете. Таким образом самолет как бы притягивает молнию к себе, и молния проходит через самолет по специальным громоотводам и молниеотводам. Мы видим такие металлические, скажем так, штырьки, по которым в том числе идет стекание заряда с самолета", – рассказал кандидат химических наук, доцент кафедры химии РЭУ имени Плеханова Василий Овчинников.

Находиться рядом с самолетом при этом опасно. Это испытал на себе работник аэропорта в Америке. После разряда мужчина попал в больницу, но ему еще повезло, что он остался жив.

"При ударе молнии в человека весьма вероятно, что заряд просто стечет по поверхности тела, по воде, которая течет по телу под дождем, оставив такие довольно неприятные ожоги в виде фигур Лихтенберга, собственно, то, что мы называем молнией. Человек после этих ожогов просто восстановится, и более-менее с ним будет все в порядке", – добавил биолог Александр Хлынов.

После попадания молнии на коже могут оставаться похожие на деревья узоры. Кровеносные сосуды под воздействием электричества меняют свою структуру, и их становится видно. Ученые выяснили, что подобные узоры грозовой разряд оставляет и на костях человека.

"Непосредственно через вас молния не пройдет. Если вы находитесь на расстоянии до пяти метров, скажем, вы будете оглушены, возможно, потеряете сознание, у вас будет контузия. Почувствуете эту ударную волну, может стекла выбить в домах", – заметил старший преподаватель кафедры океанологии МГУ имени Ломоносова Сергей Мухаметов.

Жизнь поделилась на до и после: электрический разряд как способ преображения

Во врача ударил разряд природного электричества, когда он разговаривал по телефону. Последствие оказалось невероятным – мужчина полюбил музыку.

Мужчина стал слушать классиков, а через некоторое время сам научился играть на фортепиано и сочинять пьесы. Первое произведение он назвал "Соната молний". Теперь бывший врач – хороший пианист.

"Но надо учитывать, что все-таки наш организм работает на электричестве, поэтому попадание молнии может вызывать и какие-то травмы мозга, вплоть до потери памяти частичной, или каких-то бредовых явлений", – предупредил Александр Хлынов.

Молнии опасны, но еще опасней человеческая глупость. В Индии человек выжил после попадания молнии, но добрые соседи закопали его в навоз.

Зловонная куча, по мнению местных жителей, обладала целебными свойствами. Это довольно распространенная практика, но она не помогла, а наоборот, мужчина задохнулся.

В джунглях идет постоянная борьба за выживание не только среди животных, но и среди растений. Главный ресурс – солнечный свет.

Надо быть выше остальных, чтобы не оказаться в тени. Дерево альмендро в этом смысле убийца соседей. Самое высокое в джунглях, оно не только забирает солнечный свет, но и привлекает молнии.

"Эти деревья, они и притягивают к себе молнии, и как бы им это нравится, потому что они относятся к семейству бобовых и достигают высоты 55 метров. Сами понимаете, это изумительный громоотвод. Но эти деревья за счет высоты и произрастания в тропиках обвиваются лианами", – подчеркнул заместитель заведующего отделом лесовосстановления и семеноводства НИИ лесоводства и лесного хозяйства Леонид Коженков.

Благодаря плотной древесине альмендро переживает удар без последствий, а вот паразитические лианы на нем погибнут. Разряд перекидывается и на соседние деревья, и их тоже ждет печальная участь.

"На нашей планете это единственный род деревьев, для которого молнии приносят пользу", – уточнил Коженков.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера "МАКС"