Доктор биологических наук, кандидат физико-математических наук К. БОГДАНОВ.
В каждый момент времени в разных точках Земли сверкают молнии более 2000 гроз. В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год. Еще Б. Франклин показал, что молнии, бьющие по земле из грозовых облаков, - это электрические разряды, переносящие на нее отрицательный заряд величиной несколько десятков кулон, а амплитуда тока при ударе молнии составляет от 20 до 100 кА. Скоростная фотосъемка показала, что разряд молнии длится несколько десятых долей секунды и состоит из нескольких еще более коротких разрядов. Молнии издавна интересуют ученых, но и в наше время об их природе мы знаем лишь немного больше, чем 250 лет тому назад, хотя смогли их обнаружить даже на других планетах.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Способность электризации трением различных материалов. Материал из трущейся пары, находящийся выше в таблице, заряжается положительно, а ниже - отрицательно.
Отрицательно заряженный низ облака поляризует поверхность Земли под собой так, что она заряжается положительно, и, кода появляются условия для электрического пробоя, возникает разряд молнии.
Распределение частоты гроз по поверхности суши и океанов. Самые темные места на карте соответствуют частотам не более 0,1 грозы в год на квадратный километр, а самые светлые - более 50.
Зонт с громоотводом. Модель продавалась в XIX веке и пользовалась спросом.
Выстрел жидкостью или лазером по грозовой туче, нависшей над стадионом, уводит разряд молнии в сторону.
Несколько разрядов молний, вызванных пуском ракеты в грозовую тучу. Левая вертикальная прямая - след ракеты.
Крупный «ветвистый» фульгурит весом 7,3 кг, найденный автором на окраине Москвы.
Полые цилиндрические фрагменты фульгурита, образованные из оплавленного песка.
Белый фульгурит из Техаса.
Молния - вечный источник подзарядки электрического поля Земли . В начале XX века с помощью атмосферных зондов измерили электрическое поле Земли. Его напряженность у поверхности оказалась равной примерно 100 В/м, что соответствует суммарному заряду планеты около 400 000 Кл. Переносчиком зарядов в атмосфере Земли служат ионы, концентрация которых увеличивается с высотой и достигает максимума на высоте 50 км, где под действием космического излучения образовался электропроводящий слой - ионосфера. Поэтому электрическое поле Земли - это поле сферического конденсатора с приложенным напряжением около 400 кВ. Под действием этого напряжения из верхних слоев в нижние все время течет ток силой 2-4 кА, плотность которого составляет 1-2 . 10 -12 А/м 2 , и выделяется энергия до 1,5 ГВт. И это электрическое поле исчезло бы, если бы не было молний! Поэтому в хорошую погоду электрический конденсатор - Земля - разряжается, а при грозе заряжается.
Человек не чувствует электрического поля Земли, так как его тело - хороший проводник. Поэтому заряд Земли находится и на поверхности тела человека, локально искажая электрическое поле. Под грозовым облаком плотность наведенных на земле положительных зарядов может значительно возрастать, а напряженность электрического поля - превышать 100 кВ/м, в 1000 раз больше ее значения в хорошую погоду. В результате во столько же раз увеличивается положительный заряд каждого волоска на голове человека, стоящего под грозовой тучей, и они, отталкиваясь друг от друга, встают дыбом.
Электризация - удаление "заряженной" пыли. Чтобы понять, как облако разделяет электрические заряды, вспомним, что такое электризация. Легче всего зарядить тело, потерев его о другое. Электризация трением - самый старый способ получения электрических зарядов. Само слово "электрон" в переводе с греческого на русский означает янтарь, так как янтарь всегда заряжался отрицательно при трении о шерсть или шелк. Величина заряда и его знак зависят от материалов трущихся тел.
Считается, что тело, до того как его стали тереть о другое, электронейтрально. Действительно, если оставить заряженное тело в воздухе, то к нему начнут прилипать противоположно заряженные частицы пыли и ионы. Таким образом, на поверхности любого тела находится слой "заряженной" пыли, нейтрализующий заряд тела. Поэтому электризация трением - это процесс частичного снятия "заряженной" пыли с обоих тел. При этом результат будет зависеть от того, на сколько лучше или хуже снимается "заряженная" пыль с трущихся тел.
Облако - фабрика по производству электрических зарядов. Трудно представить, что в облаке находится пара материалов из перечисленных в таблице. Однако на телах может оказаться различная "заряженная" пыль, даже если они сделаны из одного того же материала, - достаточно, чтобы микроструктура поверхности отличалась. Например, при трении гладкого тела о шероховатое оба будут электризовываться.
Грозовое облако - это огромное количество пара, часть которого конденсировалось в виде мельчайших капелек или льдинок. Верх грозового облака может находиться на высоте 6-7 км, а низ нависать над землей на высоте 0,5-1 км. Выше 3-4 км облака состоят из льдинок разного размера, так как температура там всегда ниже нуля. Эти льдинки находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Мелкие льдинки легче, чем крупные, увлекаются восходящими потоками воздуха. Поэтому "шустрые" мелкие льдинки, двигаясь в верхнюю часть облака, все время сталкиваются с крупными. При каждом таком столкновении происходит электризация, при которой крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие - положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные - внизу. Другими словами, верхушка грозы заряжена положительно, а низ - отрицательно. Все готово для разряда молнии, при котором происходит пробой воздуха и отрицательный заряд с нижней части грозовой тучи перетекает на Землю.
Молния - привет из космоса и источник рентгеновского излучения. Однако само облако не в состоянии так наэлектризовать себя, чтобы вызвать разряд между своей нижней частью и землей. Напряженность электрического поля в грозовом облаке никогда не превышает 400 кВ/м, а электрический пробой в воздухе происходит при напряженности больше 2500 кВ/м. Поэтому для возникновения молнии необходимо что-то еще кроме электрического поля. В 1992 году российский ученый А. Гуревич из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) предположил, что своеобразным зажиганием для молнии могут быть космические лучи - частицы высоких энергий, обрушивающиеся на Землю из космоса с околосветовыми скоростями. Тысячи таких частиц каждую секунду бомбардируют каждый квадратный метр земной атмосферы.
Согласно теории Гуревича, частица космического излучения, сталкиваясь с молекулой воздуха, ионизирует ее, в результате чего образуется огромное число электронов, обладающих высокой энергией. Попав в электрическое поле между облаком и землей, электроны ускоряются до околосветовых скоростей, ионизируя путь своего движения и, таким образом, вызывая лавину электронов, движущихся вместе с ними к земле. Ионизированный канал, созданный этой лавиной электронов, используется молнией для разряда (см. "Наука и жизнь" № 7, 1993 г.).
Каждый, кто видел молнию, заметил, что это не ярко светящаяся прямая, соединяющая облако и землю, а ломаная линия. Поэтому процесс образования проводящего канала для разряда молнии называют ее "ступенчатым лидером". Каждая из таких "ступенек" - это место, где разогнавшиеся до околосветовых скоростей электроны остановились из-за столкновений с молекулами воздуха и изменили направление движения. Доказательство для такой интерпретации ступенчатого характера молнии - вспышки рентгеновского излучения, совпадающие с моментами, когда молния, как бы спотыкаясь, изменяет свою траекторию. Недавние исследования показали, что молния служит довольно мощным источником рентгеновского излучения, интенсивность которого может составлять до 250 000 электронвольт, что примерно в два раза превышает ту, которую используют при рентгене грудной клетки.
Как вызвать разряд молнии? Изучать то, что произойдет непонятно где и когда, очень сложно. А именно так в течение долгих лет работали ученые, исследующие природу молний. Считается, что грозой на небе руководит Илья-пророк и нам не дано знать его планы. Однако ученые очень давно пытались заменить Илью-пророка, создавая проводящий канал между грозовой тучей и землей. Б. Франклин для этого во время грозы запускал воздушный змей, оканчивающийся проволокой и связкой металлических ключей. Этим он вызывал слабые разряды, стекающие вниз по проволоке, и первым доказал, что молния - это отрицательный электрический разряд, стекающий с облаков на землю. Опыты Франклина были чрезвычайно опасными, и один из тех, кто их пытался повторить, - российский академик Г. В. Рихман - в 1753 году погиб от удара молнии.
В 1990-х годах исследователи научились вызывать молнии, не подвергая опасности свою жизнь. Один из способов вызвать молнию - запустить с земли небольшую ракету прямо в грозовую тучу. Вдоль всей траектории ракета ионизирует воздух и создает таким образом проводящий канал между тучей и землей. И если отрицательный заряд низа тучи достаточно велик, то вдоль созданного канала происходит разряд молнии, все параметры которого регистрируют приборы, расположенные рядом со стартовой площадкой ракеты. Чтобы создать еще лучшие условия для разряда молнии, к ракете присоединяют металлический провод, соединяющий ее с землей.
Молния: подарившая жизнь и двигатель эволюции . В 1953 году биохимики С. Миллер (Stanley Miller) и Г. Юри (Harold Urey) показали, что одни из "кирпичиков" жизни - аминокислоты могут быть получены путем пропускания электрического разряда через воду, в которой растворены газы "первобытной" атмосферы Земли (метан, аммиак и водород). Спустя 50 лет другие исследователи повторили эти опыты и получили те же результаты. Таким образом, научная теория зарождения жизни на Земле отводит удару молнии основополагающую роль.
При пропускании коротких импульсов тока через бактерии в их оболочке (мембране) появляются поры, через которые внутрь могут проходить фрагменты ДНК других бактерий, запуская один из механизмов эволюции.
Почему зимой грозы очень редки? Ф. И. Тютчев, написав "Люблю грозу в начале мая, когда весенний первый гром…", знал, что зимой гроз почти не бывает. Чтобы образовалось грозовое облако, необходимы восходящие потоки влажного воздуха. Концентрация насыщенных паров растет с повышением температуры и максимальна летом. Разница температур, от которой зависят восходящие потоки воздуха, тем больше, чем выше его температура у поверхности земли, так как на высоте нескольких километров его температура не зависит от времени года. Значит, интенсивность восходящих потоков максимальна тоже летом. Поэтому и грозы у нас чаще всего летом, а на севере, где и летом холодно, грозы довольно редки.
Почему грозы чаще над сушей, чем над морем? Чтобы облако разрядилось, в воздухе под ним должно быть достаточное число ионов. Воздух, состоящий только из молекул азота и кислорода, не содержит ионов, и его очень тяжело ионизировать даже в электрическом поле. А вот если в воздухе много инородных частиц, например пыли, то и ионов тоже много. Ионы образуются при движении частиц в воздухе аналогично тому, как электризуются при трении друг о друга различные материалы. Очевидно, что пыли в воздухе гораздо больше над сушей, чем над океанами. Поэтому-то грозы и гремят над сушей чаще. Замечено также, что прежде всего молнии бьют по тем местам, где в воздухе особенно велика концентрация аэрозолей - дымов и выбросов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.
Как Франклин отклонил молнию. К счастью, большинство разрядов молнии происходят между облаками и поэтому угрозы не представляют. Однако считается, что каждый год молнии убивают более тысячи людей по всему миру. По крайней мере, в США, где ведется такая статистика, каждый год от удара молнии страдают около 1000 человек и более ста из них погибают. Ученые давно пытались защитить людей от этой "кары божьей". Например, изобретатель первого электрического конденсатора (лейденской банки) Питер ван Мушенбрук (1692-1761) в статье об электричестве, написанной для знаменитой французской Энциклопедии, защищал традиционные способы предотвращения молнии - колокольный звон и стрельбу из пушек, которые, как он считал, оказываются довольно эффективными.
Бенджамин Франклин, пытаясь защитить Капитолий столицы штата Мериленд, в 1775 году прикрепил к зданию толстый железный стержень, который возвышался над куполом на несколько метров и был соединен с землей. Ученый отказался патентовать свое изобретение, желая, чтобы оно как можно скорее начало служить людям.
Весть о громоотводе Франклина быстро разнеслась по Европе, и его выбрали во все академии, включая и Российскую. Однако в некоторых странах набожное население встретило это изобретение с возмущением. Сама мысль, что человек так легко и просто может укротить главное оружие "божьего гнева", казалась кощунственной. Поэтому в разных местах люди из благочестивых соображений ломали громоотводы. Любопытный случай произошел в 1780 году в небольшом городке Сент-Омер на севере Франции, где горожане потребовали снести железную мачту громоотвода, и дело дошло до судебного разбирательства. Молодой адвокат, защищавший громоотвод от нападок мракобесов, построил защиту на том, что и разум человека, и его способность покорять силы природы имеют божественное происхождение. Все, что помогает спасти жизнь, во благо - доказывал молодой адвокат. Он выиграл процесс и снискал большую известность. Адвоката звали Максимилиан Робеспьер. Ну а сейчас портрет изобретателя громоотвода - самая желанная репродукция в мире, ведь она украшает известную всем стодолларовую купюру.
Как можно защититься от молнии с помощью водяной струи и лазера . Недавно был предложен принципиально новый способ борьбы с молниями. Громоотвод создадут из... струи жидкости, которой будут стрелять с земли непосредственно в грозовые облака. Громоотводная жидкость представляет собой солевой раствор, в который добавлены жидкие полимеры: соль предназначена для увеличения электропроводности, а полимер препятствует "распаду" струи на отдельные капельки. Диаметр струи составит около сантиметра, а максимальная высота - 300 метров. Когда жидкий громоотвод доработают, им оснастят спортивные и детские площадки, где фонтан включится автоматически, когда напряженность электрического поля станет достаточно высокой, а вероятность удара молнии - максимальной. По струе жидкости с грозового облака будет стекать заряд, делая молнию безопасной для окружающих. Аналогичную защиту от разряда молнии можно сделать и с помощью лазера, луч которого, ионизируя воздух, создаст канал для электрического разряда вдали от скопления людей.
Может ли молния сбить нас с пути? Да, если вы пользуетесь компасом. В известном романе Г. Мелвила "Моби Дик" описан именно такой случай, когда разряд молнии, создавший сильное магнитное поле, перемагнитил стрелку компаса. Однако капитан судна взял швейную иглу, ударил по ней, чтобы намагнитить, и поставил ее вместо испорченной стрелки компаса.
Может ли вас поразить молния внутри дома или самолета? К сожалению, да! Ток грозового разряда может войти в дом по телефонному проводу от рядом стоящего столба. Поэтому при грозе старайтесь не пользоваться обычным телефоном. Считается, что говорить по радиотелефону или по мобильному безопасней. Не следует во время грозы касаться труб центрального отопления и водопровода, которые соединяют дом с землей. Из этих же соображений специалисты советуют при грозе выключать все электрические приборы, в том числе компьютеры и телевизоры.
Что касается самолетов, то, вообще говоря, они стараются облетать районы с грозовой активностью. И все-таки в среднем раз в год в один из самолетов попадает молния. Ее ток поразить пассажиров не может, он стекает по внешней поверхности самолета, но способен вывести из строя радиосвязь, навигационное оборудование и электронику.
Фульгурит - окаменевшая молния. При разряде молнии выделяется 10 9 -10 10 джоулей энергии. Большая ее часть тратится на создание ударной волны (гром), нагрев воздуха, световую вспышку и другие электромагнитные волны, и только маленькая часть выделяется в том месте, где молния входит в землю. Однако и этой "маленькой" части вполне достаточно, чтобы вызвать пожар, убить человека и разрушить здание. Молния может разогреть канал, по которому она движется, до 30 000° С, в пять раз выше температуры на поверхности Солнца. Температура внутри молнии гораздо больше температуры плавления песка (1600-2000°C), но расплавится песок или нет, зависит еще и от длительности молнии, которая может составлять от десятков микросекунд до десятых долей секунды. Амплитуда импульса тока молнии обычно равна нескольким десяткам килоампер, но иногда может превышать и 100 кА. Самые мощные молнии и вызывают рождение фульгуритов - полых цилиндров из оплавленного песка.
Слово "фульгурит" происходит от латинского fulgur, что означает молния. Самые длинные из раскопанных фульгуритов уходили под землю на глубину более пяти метров. Фульгуритами также называют оплавленности твердых горных пород, образованные ударом молнии; они иногда в большом количестве встречаются на скалистых вершинах гор. Фульгуриты, состоящие из переплавленного кремнезема, обыкновенно представляют собой конусообразные трубочки толщиной с карандаш или с палец. Их внутренняя поверхность гладкая и оплавленная, а наружная образована приставшими к оплавленной массе песчинками. Цвет фульгуритов зависит от примесей минералов в песчаной почве. Большинство из них имеют рыжевато-коричневый, серый или черный цвет, однако встречаются зеленоватые, белые или даже полупрозрачные фульгуриты.
По-видимому, первое описание фульгуритов и их связи с ударами молнии было сделано в 1706 году пастором Д. Германом (David Hermann). Впоследствии многие находили фульгуриты вблизи людей, пораженных разрядом молнии. Чарльз Дарвин во время кругосветного путешествия на корабле "Бигль", обнаружил на песчаном берегу вблизи Мальдонадо (Уругвай) несколько стеклянных трубочек, уходящих в песок вертикально вниз более чем на метр. Он описал их размеры и связал их образование с разрядами молний. Известный американский физик Роберт Вуд получил "автограф" молнии, которая чуть не убила его:
"Прошла сильная гроза, и небо над нами уже прояснилось. Я пошел через поле, которое отделяет наш дом от дома моей свояченицы. Я прошел ярдов десять по тропинке, как вдруг меня позвала моя дочь Маргарет. Я остановился секунд на десять и едва лишь двинулся дальше, как вдруг небо прорезала яркая голубая линия, с грохотом двенадцатидюймового орудия ударив в тропинку в двадцати шагах передо мной и подняв огромный столб пара. Я пошел дальше, чтобы посмотреть, какой след оставила молния. В том месте, где ударила молния, было пятно обожженного клевера дюймов в пять диаметром, с дырой посередине в полдюйма…. Я возвратился в лабораторию, расплавил восемь фунтов олова и залил в отверстие… То, что я выкопал, когда олово затвердело, было похоже на огромный, слегка изогнутый собачий арапник, тяжелый, как и полагается, в рукоятке и постепенно сходящийся к концу. Он был немного длиннее трех футов" (цитируется по В. Сибрук. Роберт Вуд. - М.: Наука, 1985, с. 285).
Появление стеклянной трубочки в песке при разряде молнии связано с тем, что между песчинками всегда находятся воздух и влага. Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение, что слышал и видел Вуд, чудом не ставший жертвой молнии. Расширяющийся воздух образует цилиндрическую полость внутри расплавленного песка. Последующее быстрое охлаждение фиксирует фульгурит - стеклянную трубочку в песке.
Часто аккуратно выкопанный из песка фульгурит по форме напоминает корень дерева или ветвь с многочисленными отростками. Такие ветвистые фульгуриты образуются, когда разряд молнии попадает во влажный песок, который, как известно, имеет бo"льшую электропроводность, чем сухой. В этих случаях ток молнии, входя в почву, сразу начинает растекаться в стороны, образуя структуру, похожую на корень дерева, а рождающийся при этом фульгурит лишь повторяет эту форму. Фульгурит очень хрупок, и попытки очистить от прилипшего песка нередко приводят к его разрушению. Особенно это относится к ветвистым фульгуритам, образовавшимся во влажном песке.
Один из выпусков новостей по телевидению сделал экспертов по молниезащите и атмосферному электричеству чуть ли не самыми востребованными людьми для журналистов всех уровней. В передаче рассказывалось, как в китайца дважды ударила молния. И оба раза он остался жив, более того, ушёл с места происшествия своим ходом. Этот случай привлёк огромное внимание к самому явлению молнии, хотя на самом деле не представлялся чем-то исключительным. Попадание молнии не всегда приводит к смерти. Если покопаться в архивах, то легко можно найти массу сообщений на эту тему. Вот молнией ударило целую футбольную команду, игравшую на стадионе во время грозы. Вот она поразила людей, ждущих автобус. Вот не повезло стаду коров и т.д. Во многих случаях после таких происшествий люди оказываются на больничной койке, но не в морге. Неужели опасность атмосферных разрядов просто преувеличена? Неужели люди могут выдержать прямое попадание молнии без серьёзных последствий для себя? А кто сказал, что в описанных выше ситуациях это воздействие было прямым? Как правило, когда речь идёт о чудесных спасениях, мы имеем дело не с прямым контактом, а с попаданием разряда в землю рядом с человеком.
Для начала давайте оценим масштаб этого опасного атмосферного явления. Небольшая молния, которую даже можно назвать слабой, имеет силу тока около 30 тысяч ампер. Разряды, которые можно отнести к категории мощных, имеют силу в десять раз больше. При ударе в землю этот заряд растекается по всему объёму грунта. Именно для этой цели (перевода мощного заряда в грунт) служат молниеотводы, оснащённые заземлителями . Последние представляют собой электроды, уходящие на определённую глубину в землю. Здесь действует закон Ома, согласно которому, чтобы рассчитать напряжение на заземлителе, необходимо силу тока умножить на сопротивление.
В данном примере нужно учесть, что напряжение в грунте принимается за нулевое. Когда речь идёт о человеке, стоящем на земле при ударе молнии, всё буквально переворачивается с ног на голову. Напряжение будет действовать на нас снизу, через ноги. Попробуем разобраться в том, каким образом это будет происходить.
Для начала рассмотрим нашу землю как проводник. Насколько хорошо она проводит электричество? Первый ответ, который напрашивается сам собой, – очень хорошо. Неслучайно же мы делаем заземление, вводя электричество в грунт. Однако нам нужна более точная оценка свойств земли как проводника, а именно – удельное сопротивление. Для хорошей земли оно составляет в среднем 100 Ом на метр. То есть сопротивление здесь просто огромное. Для примера: в обычной чёрной стали оно в миллиард раз меньше. Однако, несмотря на это, земля эффективно отводит ток благодаря своему большому объёму.
Теперь, чтобы уточнить, как ведёт себя электричество при попадании в землю, рассмотрим ещё один важный параметр – напряжённость электрического поля. Этот параметр определяет, каким образом падает напряжение на определённом промежутке. Мы будем рассматривать падение напряжения на длине 1 метр. Этот показатель, называемый шаговым напряжением, выбран неслучайно – примерно столько составляет длина человеческого шага. То есть, если в грунте имеется поле напряжённостью 1 вольт на метр, на шагающего человека будет воздействовать напряжение 1 вольт.
Теперь разберём гипотетическую ситуацию с попаданием молнии в громоотвод и её выводом в заземлитель. Для примера рассмотрим случай, когда в качестве заземлителя используется металлическая полусфера диаметром полметра. Ток, пройдя по проводнику, будет утекать с полусферического заземлителя равномерно в грунт. Рассчитаем плотность тока при его силе, равной 30 тысячам ампер. Для этого силу тока разделим на площадь, в которой он действует. Получим величину примерно в 76 000 ампер на квадратный метр. Теперь рассчитаем напряжённость, по закону Ома умножив сопротивление грунта на полученный результат. В результате получим величину около 7,6 миллиона вольт на метр. Внушительная цифра. И вряд ли описанный в начале статьи счастливец из Китая подвергался воздействию именно такого напряжения.
Так почему же китаец выжил? Для ответа на этот вопрос нужно понять, каким образом меняется полученный здесь показатель по мере удаления от заземлителя. Мы будем брать гипотетический пример с описанным выше полусферическим заземлителем и однородным грунтом. По мере удаления от заземлителя будет расти радиус полусферы, для которой мы проводим расчёты. В результате вырастет и площадь полусферы, а следовательно, снизится плотность тока, а за ней и напряжённость. Уже в десяти метрах от заземлителя вместо пугающих нас миллионов вольт напряжённость составит всего 5 тысяч вольт на метр. А это хотя и опасно, болезненно, но уже не всегда смертельно. Такой удар вполне может отбросить человека, сбить на землю, как это и было в описанном телевизионщиками случае. Учтите ещё и то, что время, которое электричество будет воздействовать на человека, составит всего 0,1 миллисекунды.
Таким образом, чем дальше мы находимся от места попадания молнии в землю, тем меньше будет напряжение, воздействию которого мы подвергаемся. Поэтому понятно, почему на уроках ОБЖ нам говорили, что нельзя прятаться от грозы под высокими деревьями. Именно в них обычно попадают разряды. И, находясь рядом, мы рискуем подвергнуться серьёзному удару. Дело в том, что корневая система деревьев в данном случае выступит как заземлитель. И чем ближе к нему, тем сильнее разряд. А особенно сильным будет удар, если мы не стоим под деревом, а лежим, так как в данном случае увеличится контур, с которого мы получим разряд.
Мы не хотим вводить читателя в заблуждение, говоря о том, что молнии не опасны. Озвученные цифры нисколько не завышены. Наоборот – столкнуться с молнией зарядом до 100 тысяч ампер может каждый из нас, в то время как расчёты мы проводили для молнии в 30 тысяч ампер. Поэтому критическое шаговое напряжение может быть более внушительным и на более отдалённом расстоянии от заземлителя.
Кроме этого, нужно учесть, что мы в своих расчётах приводили пример с полусферическим заземлителем. При такой конструкции напряжённость поля будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра полусферы. Однако такие электроды используются крайне редко. На промышленных объектах их вообще нет. Как правило, там применяются специальные стержни, из-за чего напряжённость по мере удаления от громоотвода убывает медленнее. Здесь уже радиус критического поражения, в том числе летального, может составлять несколько десятков метров.
Теперь приведём пример с типовыми устройствами, применяемыми в молниезащите в нашей стране. Возьмём для расчётов критические данные, которые дадут нам более внушительный результат. В качестве грунта будет использоваться сухой песок с сопротивлением 1 кОм на метр. Силу тока в молнии возьмём за 100 тысяч ампер. Сам заземлитель будет состоять из рекомендованных техническими нормами трёх штырей и шины, к которой они крепятся. В таком контуре и при указанной выше силе тока на расстоянии 15 метров от заземлителя будет действовать напряжение в 70 тысяч вольт. А в радиусе 40 метров – 10 тысяч вольт, что тоже немало.
Именно поэтому для сложных объектов, в которые часто попадает молния, и рядом с которыми высока вероятность нахождения людей, разрабатываются индивидуальные системы молниезащиты. Например, такая система использована при строительстве храма Христа Спасителя. Она состоит из множества шин, расположенных под землёй. Они обеспечивают растекание молнии и снижение шагового напряжения вблизи храма.
С воздействием мощного электрического заряда связана ещё одна серьёзная опасность. Если показатели напряжённости доходят до 1 мегавольта на метр, начинается ионизация грунта. А при совпадении ряда факторов результатом такой ионизации будет увеличение плазменного канала. Он будет проходить уже под землёй, неглубоко от её поверхности. Такие каналы в ионизированном грунте, по сути, являются частью основной молнии и могут уходить на расстояние до десятков метров от места непосредственного удара.
Сила тока в таких каналах меньше, чем в основных молниях, но при этом тоже внушительная. Более того, подземный разряд сопровождается высокой температурой, которая достигает 63 тысяч градусов. А теперь представьте, что такой подземный разряд прошёл рядом с какими-либо горючими веществами или в зону его действия попало важное оборудование, люди.
Именно с такой ситуацией в 2010 году столкнулись жители небольшой деревни в Омской области. Здесь случился пожар, в результате которого сгорели все дома. Местные жители не могли тушить пламя, поскольку, как они сказали, по земле бегали огненные стрелы. Нужно ли говорить, что само возгорание случилось в результате попадания молнии? Жители деревни поступили правильно, не став рисковать, – напряжение в зонах прохождения таких каналов по своим параметрам ничуть не уступает местам, где заземлители громоотводов входят в землю.
Думается, рассказанного здесь достаточно, чтобы понять, что даже при попадании молнии в громоотвод или в землю в отдалении от человека есть реальный риск нанесения ущерба расположенным рядом объектам и людям. Молния словно хитрит, находя обходные дороги и взламывая простую защиту. Именно поэтому важно, чтобы даже домашнюю систему молниезащиты просчитывали и монтировали опытные специалисты. Только они смогут учесть все нюансы и по-настоящему надёжно защитить от всех факторов воздействия грозового разряда.
Природа неустанно поражает человечество удивительными явлениями и необыкновеннейшими созданиями. Но вместе с солнцем и радугой существует и ряд опасных и даже смертельных для человека вещей. Последствия удара молнии могут быть самыми разнообразными, начиная от маленькой витиеватой царапины и заканчивая летальным исходом.
Молния - это природный разряд электричества, который происходит в нижних слоях атмосферы земли. Первым, кто пришел к этой теории, является ученый и знаменитый политик В 1752 году Бенджамин провел интереснейший опыт. Для этого он привязал к веревке бумажного змея, к которому прикрепил металлический ключ. Запустив популярную детскую забаву во время грозы, он получил искры от ключа. Именно с этого времени молнии начали активно изучаться как удивительное явление природы, а также из-за того, что они довольно серьезно повреждали домов и других строений. Согласно теории, разряды электричества зарождаются между находящимися рядом наэлектризованными блоками либо между одним наэлектризованным облаком и землей. Вследствие этого накопленное и ищет выход. Удар молнией происходит очень быстро, так как разряд достигает земли с сумасшедшей скоростью - за миллионные доли секунды.
Помимо всего прочего, существует многократная молния. Это такое же обычное явление, по мнению специалистов, еще и более частое. Такие молнии могут насчитывать до 40 разрядов с едва заметным интервалом в доли секунд. Человеческий глаз не способен увидеть такое явление, поэтому выявить многочисленные удары можно только при помощи фоторегистратора. При просмотре покадровой съемки заметны перерывы между разрядами.
Американские ученые провели ряд исследований, в ходе которых они получили довольно четкие данные. В США молния возникает примерно 25 миллионов раз в год, в основном это происходит в летние месяцы. Также они выяснили, что природные разряды довольно редко попадают в людей, но, тем не менее, они представляют огромную опасность для человека. Согласно последним данным, за 12 месяцев от удара молнии погибают более 63 человек, а страдают около трёхсот, всему виной становятся последствия попадания молнии. В большинстве случаев всех этих травм можно было бы избежать при условии соблюдения простейших мер безопасности.
В истории встречаются случаи, когда люди выживали после встречи с молнией, а для некоторых она запомнилась лишь несколькими шрамами и стрессом.
В большинстве же ситуаций полученные травмы оказываются несовместимыми с жизнью либо человек становится инвалидом навсегда. Наибольшей опасностью является то, что удар молнией приводит к повреждениям внутренних органов, а внешние покровы тела при этом выглядят абсолютно нормально, без видимых ожогов и ран. Человек считает, что он отделался испугом и не обращается вовремя за помощью к врачам. В это время в организме поврежденные органы начинают воспаляться и кровоточить, что в конечном счете приводит к внутренним кровотечениям и смерти.
Удар может вызвать:
Последствия удара молнии могут быть непредсказуемыми и иметь продолжительный характер. К таковым относятся:
Такие долговременные последствия поражения молнией могут проявляться не сразу, но это не снижает их опасности.
Бытует мнение - если молния бьет далеко, бояться нечего. На самом деле это не так. В реальности она может ударить за 15 км от места, где на самом деле идет дождь. Даже если вы только слышите грозу, но не видите никаких признаков молнии, вы тем не менее рискуете быть пораженным разрядом тока.
Что же делать, чтобы избежать удара молнии? В первую очередь позаботьтесь о том, чтобы всегда знать прогноз погоды и не выходить на улицу в опасное время. Не прячьтесь от грозы и молнии под деревьями, а также избегайте высоких либо отдельно стоящих объектов. Также не рекомендуется во время такой непогоды находиться рядом с водой.
Если вы все-таки попали в грозу, постарайтесь как можно скорее укрыться от нее. Здание должно быть оснащено заземленной электропроводкой. Если же случилось так, что поблизости нет никаких домов или хотя бы навеса, под которым вы могли бы спрятаться, можно использовать для этой цели автомобиль. Но постарайтесь не прикасаться к его металлическим частям. Если вы находитесь дома, лучше всего выключить все электроприборы, не пользоваться камином, телевизором, компьютером или другим электроинструментами, также не стоит разговаривать по телефону. Во время непогоды рекомендуется отключить сотовый телефон. Перед тем как выходить на улицу после грозы, рекомендуется подождать не менее 30 минут после последней вспышки молнии. Как показывает статистика, последствия удара молнии являются причиной несоблюдения элементарных мер предосторожности.
Люди не зря испокон веков боялись молний, ведь в большинстве случаев человек погибает. Несмотря на такую статистику, есть случаи, когда при сильном ударе некоторым все-таки удалось выжить. Это происходит в том случае, если разряд молнии прошелся по всему телу, не задев жизненно важных органов. А также среди счастливчиков оказывались те люди, у которых существует индивидуальная повышенная сопротивляемость организма. Разряд тока, попавший в человека, относится к чрезвычайным ситуациям. А последствия удара молнии имеют более чем серьезный характер. Именно в результате такого природного катаклизма регистрируется огромное количество смертей. Если сравнивать молнию с бытовым то оказывается, что небесный разряд сильнее обычного в несколько раз, но вот последствия практически одинаковы.
Все прекрасно знают, что вода — это идеальный проводник для электричества. Когда молния ударяет в водоем, составляет около ста метров вокруг места попадания. Именно поэтому не рекомендуется купаться во время молнии, а также отдыхать рядом с водой. Если вы будете держаться подальше от потенциально опасных мест, то никогда не узнаете, какими бывают последствия удара молнии в человека. Но если вы находитесь в этот момент на рыбалке или у вас нет возможности выйти из воды, то существует шанс остаться в живых. Дело в том, что контактируя с молнией, отталкивает ее. Тем не менее необходимо как можно быстрее покинуть воду.
Прятаться под деревьями обычно запрещено. Это понятно, потому что молния всегда бьет в самую высшую точку, но на самом деле под ними можно укрыться и при этом не узнать, что такое последствия удара молнии, только следует придерживаться некоторых правил. Как правило, молния попадает в хвойные деревья, такие как сосна, ель. Также жертвами этой стихии чаще всего становятся тополя и дубы. Исходя из этого, мы приходим к выводу, что вполне можно спрятаться от молнии под низким деревом, которое не будет являться хвойным. В случае если вы находитесь в лесу, существует вероятность, что если даже молния не ударит именно в то дерево, под которым вы находитесь, она может ударить в то растение, которое есть рядом с вами. Так как удар довольно сильный, то ветки и куски древесины разлетаются в стороны с огромной скоростью. Один из таких обломков запросто может отлететь в человека. Такие последствия после удара молнии встречаются намного реже, но все же бывают.
Также ни в коем случае не стоит бежать. Несмотря на то что это вполне понятная человеческая реакция на любую опасность, в данном случае она может сыграть злую шутку. Согласно исследованиям, движущиеся цели чаще всего поражаются молнией. Поэтому если вы едете на велосипеде, просто находитесь на пробежке или пытаетесь убежать от грозы, лучше остановитесь и переждите непогоду в спокойном месте. Таким образом вы повысите свои шансы на выживание. Также не стоит пользоваться сотовым телефоном, так как разряды от него могут привлечь стихию. Не стойте рядом с линиями электропередач, как известно, любое электричество притягивает молнию. Также не стоит разводить костер, так как нагретый воздух имеет большую проводимость разряда. Металл тоже является оптимальным проводником, так что во время грозы лучше снять любые металлические предметы, которые находятся на вас. Это могут быть часы, цепочки, кольца и т. д.
Места поражения молнией и последствия прямого удара могут быть самыми разнообразными, поэтому действовать нужно как можно быстрее. Если человека ударила молния, и он потерял сознание, в первую очередь проверьте наличие пульса. Не бойтесь дотрагиваться до пострадавшего, так как никакого заряда в его теле уже нет. Если вы не обнаружили пульса, необходимо срочно вытянуть у него язык изо рта, чтобы человек случайно не подавился и не задохнулся. Дальше необходимо очистить полость рта и сделать искусственное дыхание «рот в рот». Конечно же, в первую очередь надо незамедлительно вызвать скорую помощь или доставить пострадавшего в больницу самостоятельно. Каждая секунда может быть на счету. Если у него есть пульс и не наблюдается видимых повреждений, его все равно нужно доставить в больницу. Как говорилось ранее, несмотря на то, что внешне все в порядке, внутренние органы пострадавшего могут быть повреждены, и только после обследования врачом можно будет точно сказать, каковы реальные повреждения и прочие последствия воздействия молнии на человека.
Конечно же, если молния ударила в голову, то шанс выжить у человека равен нулю. В этом случае глазные яблоки буквально взрываются, и пострадавший моментально умирает. В некоторых известных случаях люди впадали в кому и так из нее не выходили. Если молния ударяет в другие части тела, то в основном она оставляет на теле потерпевшего витиеватый затейливый рисунок, который сам по себе напоминает молнию или дерево. В древности таких людей считали помеченными Богом, а умерших хоронили с почестями.
Сегодня сложно сказать, почему ударяет молния только в одного человека, находящегося в окружении еще тысяч людей. Ученым до сих пор не удалось выявить общего алгоритма или людей, которые предрасположены к таким ударам. Единственное, что можно сказать с определенной точностью, так это то, что пострадавших от молний ежегодно становится все больше и больше. Поэтому важно придерживаться определенных
Порой намного приятнее оказаться в автомобиле, когда на улице плохая погода, чем идти пешком, пытаясь добраться до дома или работы.
Но погода может преподносить разные сюрпризы, помимо привычного для всех нас дождя и снега. В зависимости от сезона и климатических особенностей конкретного региона, вместе с грозами, сопровождающиеся сверканием молний. Некоторые из этих молний достигают поверхности земли и ударяют в разные предметы, здания, деревья и пр.
Случается и так, что молния бьёт прямо в автомобиль, который находится в движении. Это достаточно редкое явление. Как утверждают некоторые люди, вероятность попадания в автомобиль составляет менее 1 к 10000. Откуда берутся подобные статистические данные, сказать сложно. Но суть в том, что человек должен понимать, чем его ожидает, а также как правильно действовать в случае возникновения такой ситуации.
Некоторые путают такие понятия как гроза и молния, считая их фактически синонимами. Но это не совсем так.
Грозой называют атмосферное явление, когда в дождевых облаках между поверхностью земли и ними возникают мощные электроразряды, которые именуются молниями. При этом гроза сопровождается громкими звуками, являющимися громом. Обычно гроза сопровождается сильными ливневыми осадками, реже наблюдается град, усиливается сила ветра, порой вплоть до шквальных порывов.
Что же касается молнии, то это следствие грозы и образования электрических разрядов. В итоге формируется высокомощный разряд в атмосфере, который проявляется в виде яркой вспышки. Молнии обычно возникают после образования кучево-дождевых облаков. Их также принято называть грозовыми. Но ещё молнии способны формироваться при возникновении таких явлений как извержение вулкана, торнадо, пылевая буря и слоисто-дождевые облака.
В среднем протяжённость или длина одной молнии составляет 2,5 километра. Но встречаются такие разряды, которые способны растягиваться на 20 километров.
Можно смело и утвердительно отвечать на вопрос относительно того, может ли грозовая молния ударить в вашу машину. Такая вероятность присутствует, хоть она и незначительная. То есть полностью исключать подобный сценарий нельзя.
Никто не проводил сознательные эксперименты с воздействием удара молнии на автотранспортные средства. В этом нет никакой необходимости. Потому все статистические данные и умозаключения специалистов в этой области основываются исключительно на доказанных законах физики, а также на знаниях об устройстве и конструктивных особенностях автомобилей.
Начнём с того, что в конструкции автомобилей используется достаточно большое количество металла. Особенно это актуально для более старых машин, поскольку в активно применяют пластик, полимеры и прочие более лёгкие альтернативы металлу. Но полностью от металлических компонентов избавиться не удалось.
Поскольку металл прекрасно проводит электричество, кузов можно справедливо считать отличным проводником. Это несколько повышает вероятность попадания молнии во время грозы в движущееся или стоящее на месте транспортное средство.
Точно сказать, бьёт ли молния чаще в подвижную или неподвижную машину, никто не сможет. Но если представить подобную ситуацию, здесь можно ожидать следующих развитий события:
Насколько серьёзно удар отразится на состоянии машины, зависит от ряда факторов. Редко это приводит к тяжёлым последствиям. Но и о них следует знать, дабы не верить в распространённые мифы, а объективно оценить все потенциальные риски.
Поскольку нанесение ударов молнии в машину является редким явлением, утверждать наверняка о точном перечне последствий контакта нельзя.
Но если отталкиваться от курса физики и особенностей устройства современного автомобиля, можно предугадать некоторые возможные последствия, к которым приведёт удар молнии в вашу движущуюся или неподвижную машину.
Важно понимать, что описанные ситуации могут произойти в очень редких случаях. Не обязательно удар молнии в вашу машину означает именно такие последствия.
Поскольку вероятность возникновения подобной ситуации всё же есть, особенно когда приходится часто ездить в плохую грозовую погоду, лучше заранее знать о возможных последствиях.
Всё же большинство людей обеспокоены вопросом возможного попадания молнии в автомобиль из-за потенциальной угрозы их жизни и здоровью. То есть человек опасается, что при нахождении внутри машины в грозовую погоду он может серьёзно пострадать.
Любой физик, даже только поступивший на первый курс университета, вам уверенно скажет, что поводов для паники и переживания нет. И он будет абсолютно прав в своих утверждениях.
Да, молния может причинить определённый вред. Но только кузову автомобиля, шинам и в некоторых случаях электронике. Для человека же никакой угрозы нет.
Эксперты утверждают и настаивают на том, что в грозовую погоду, когда возникают раскаты гроза и молнии, салон машины является куда более безопасным местом, чем улица. В подобной ситуации лучше залезть в авто, нежели пытаться укрыться от молнии где-нибудь на улице.
Здесь действуют законы и принципы физики. Когда подводится внешнее заряженное поле, то есть молния, к кузову автотранспортного средства, разряд полностью нейтрализуется снаружи, и внутрь проникнуть не может. Это обусловлено функциями клетки Фарадея. Физический закон, согласно которому происходит блокировка электрического разряда, не позволяющая ему проникать внутрь клетки. В нашем случае в качестве клетки выступает салон, окружённый .
Да, сидеть в машине с открытой дверью и выставлять конечности наружу не стоит. Если вы будете находиться в салоне или за рулём, даже при попадании молнии, что уже маловероятно, никто их людей не пострадает.
Абсолютно безопасными выступают не все транспортные средства. Тут большую роль играет наличие внутри металлических элементов, которые соприкасаются с внешней оболочкой, то есть кузовом автомобиля. Через такие компоненты разряд всё же может оказаться внутри и нанести определённый вред здоровью человека.
Современные машины собирают таким образом, чтобы изолировать салон от самого кузова. Плюс внутри обычно располагаются резиновые коврики, являющиеся превосходным элементом защиты против тока.
Но даже когда внутри автомобиля всё же есть металлические элементы, с целью обеспечения собственной безопасности просто не прикасайтесь к ним. Тогда и угрозы никакой не будет.
Только при стечении сразу нескольких неблагоприятных обстоятельств возможно развитие сценария, когда удар молнии спровоцирует возгорание машины. Наибольшая вероятность подобной ситуации связана с прямым попаданием молнии в топливный бак. Поскольку в момент контакта с поверхностью температура разряда достигает около 28 тысяч градусов Цельсия, это без проблем спровоцирует воспламенение горючего со всеми вытекающими последствиями.
Случилось так, что вы попали в грозовую погоду, вокруг вас сверкают молнии и есть определённый шанс попадания одной из них в автомобиль.
Это довольно простой, но эффективный план действий в подобных ситуациях. Огромную опасность гроза в себе не несёт, но чтобы минимизировать возможные последствия, а также предотвратить попадание молнии в ваше транспортное средство, лучше выполните каждый из представленных пунктов.
Подобные меры позволят уберечь водителя и пассажиров его автомобиля от бушующей погоды. Гроза обычно долго не задерживается на одном месте, а потому после выхода из опасной зоны вы сможете спокойно продолжить своё движение в назначенный пункт.
При этом двигаться за грозой не рекомендуется. Лучше выждать ещё некоторое время или откорректировать свои планы, отложив поездку на более благоприятное время. Хоть риск и незначительный, сознательно подвергать себя возможной угрозе не стоит.
Предположим, что ситуация сложилась не самым лучшим образом, и электрический разряд с неба всё же угодил в ваше транспортное средство.
Если молния ударила непосредственно в вашу машину, первой реакцией большинства будет испуг. Исключить его и как-то контролировать практически невозможно. Даже при нахождении в эпицентре грозы всё равно шанс того, что молния попала бы в машину, незначительный. То есть мало кто из водителей или их пассажиров реально готов столкнуться с эффектом попадания электрического разряда.
Поскольку предотвратить испуг не получается, нужно понимать, как поступить дальше, после первой реакции на крайне необычную ситуацию.
Относительно мобильных телефонов и любых электронных гаджетов в грозовую погоду нужно помнить одну важную вещь. Поскольку в этот момент вы находитесь в условиях очень наэлектризованной атмосферы, электроприборы будут буквально притягивать к себе молнии. Потому лучше не просто не пользоваться гаджетами, а отключить их полностью.
Здесь и возникает сложность выбора между звонком в службы спасения и соблюдением правил безопасности. Если вы находитесь внутри машины, и никто не пострадал, острой необходимости звонить нет. Но когда требуется осуществить звонок, лучше сделайте это, сидя в салоне.
Когда произошло возгорание, кто-то пострадал и нужна помощь, первым делом отыщите наиболее безопасное место, позвоните в соответствующие службы, после чего обязательно отключите телефон. Передав необходимую информацию, отключите устройство. Лучшее заранее предупредить об этом абонента, чтобы он не поднимал панику.
Никто не спорит, что с ударами молнии сталкиваются в крайне редких ситуациях, и говорить о каких-то массовых случаях поражения автомобилей в грозовую погоду электрическими разрядами не приходится. Но поскольку прецеденты бывали, и в теории всегда есть вероятность столкнуться с подобным, нужно заранее знать о возможных последствиях и правильных действиях. Это позволит вам не допустить ошибки и сохранить своё здоровье, а порой даже жизнь.
Правообладатель иллюстрации Getty Images
Из 10 людей, в которых попадает молния, девять остаются в живых. Что чувствует человеческое тело, когда в него попадает молния? Узнаем это из первых уст.
Иногда они хранят у себя ту одежду. Обрывки или обгорелые лоскутки, которые почему-то не выбросили врачи и медсестры, когда приводили в себя жертву неожиданного удара с небес.
Они снова и снова возвращаются к этой истории - пересказывают случившееся с ними помногу раз в кругу семьи или в соцсетях, делятся фотографиями и статьями о других таких же как они выживших после попадания молнии.
Или о настоящих трагедиях, к которым привело такое попадание.
Вот видео из Бразилии, как на берегу океана молния попадает в туриста. Вот электроразряд с неба убивает техасца, вышедшего на утреннюю пробежку. Вот новости из Бангладеш, где за четыре дня сплошных гроз погибли 65 человек.
Картина того, что произошло с ними самими, восстанавливается по кусочкам, постепенно: из рассказов свидетелей, частей обгоревшей одежды и ожогов на коже - всего того, что оставил после себя 200 000 000-вольтовый атмосферный разряд, свалившийся с неба со скоростью в треть скорости света.
Я увидел, как он дымится - вот тогда-то я и перепугался
Примерно так члены семьи Хаиме Сантаны восстановили то, что произошло в ту субботу в апреле 2016 года. Ко всему перечисленному выше надо добавить еще соломенную шляпу, порванную в клочья.
"Он выглядел так, словно сквозь него пролетело пушечное ядро", - вспоминает Сидни Вейл, хирург-травматолог из Финикса, штат Аризона, к которому в тот день скорая привезла Хаиме.
Пока Сантану везли в больницу, парамедикам пришлось несколько раз применить дефибриллятор, чтобы не дать сердцу Хаиме остановиться.
Хаиме Сантана совершал конную прогулку в горах вместе со своим шурином и еще двумя друзьями. По выходным они часто это делали.
Внезапно налетели темные тучи, и всадники засобирались домой. Молнии уже сверкали в небе на фоне горных вершин, но дождь никак не начинался.
Они уже были почти рядом с домом, когда случилось это, рассказывает Алехандро Торрес, щурин Хаиме.
Правообладатель иллюстрации
William LeGoulon
Image caption
Обгоревшие от удара молнии джинсы Хаbме Сантаны
Алехандро считает, что пробыл без сознания недолго. Придя в себя, он обнаружил, что лежит на земле ничком. Все тело страшно болело. Его лошадь куда-то исчезла.
Двое других всадников были очевидно потрясены, но целы и невредимы. Алехандро огляделся и увидел Хаиме рядом с лежащей на земле лошадью.
Подходя, он случайно задел ноги этой лошади - они были отвердевшие, вспоминает он, как будто сделаны из металла.
Он подошел поближе к Хаиме: "Я увидел, как он дымится - вот тогда-то я и перепугался".
На груди Хаиме он увидел языки пламени. Трижды Алехандро сбивал пламя голыми руками. И трижды огонь снова загорался.
Странно, но только позже, когда на помощь уже прибежал сосед и прибыла скорая, до них дошло: в Хаиме попала молния.
Джастину Годжеру хотелось бы, чтобы его воспоминания не были столь яркими и живыми.
Тогда, быть может, он бы не мучился так долго от постравматического синдрома и постоянной тревожности.
Молния попала в него, когда он ловил форель в озере неподалеку от Флагстаффа, всё в той же Аризоне.
Даже сейчас, спустя три года, когда на небе начинают сверкать молнии, он уютнее всего чувствует себя, закрывшись в ванной и следя с помощью мобильного приложения за тем, когда же наконец уйдет гроза.
Заядлый рыболов, Джастин поначалу даже обрадовался, когда в тот августовский день начался дождь. В такую погоду рыба лучше клюет, сказал он жене Рейчел.
Буря началась внезапно - как, собственно, и бывает здесь в это время летом. Дождь лил все сильней и наконец перешел в град.
Жена с дочерью укрылись в автомашине, и вскоре к ним присоединился и сын Джастина.
Градины становились все больше, некоторые уже были размером чуть ли не с мячик для гольфа, и когда они попадали в Джастина, ему было по-настоящему больно.
В конце концов, он сдался. Накрывшись складным стулом с матерчатым сиденьем, он направился к машине. Этот обгорелый с одной стороны стул до сих пор хранится у Годжеров.
Боль была такая… Я просто не могу ее описать
Тем временем Рейчел с переднего сиденья автомобиля вела видеосъемку, надеясь застать тот момент, когда муж прибежит, спасаясь от града.
На видео, которое записала на свой смартфон Рейчел, сначала на экране всё белое, и в ветровое стекло бьют градины. Затем - яркая вспышка. Рейчел считает, что это и была та молния, которая попала в ее мужа.
Громовой удар. Выворачивающая наизнанку боль.
"Мое тело было полностью парализовано - я просто не мог двигаться, - вспоминает Джастин. - Боль была такая… Я просто не могу ее описать. Ну разве что так: вспомните, как когда-то в детстве вас случайно ударило током - так вот, умножьте то чувство на миллиард и представьте эту боль во всем теле".
"Я видел, как ослепительно белый свет окружает мое тело - как будто я в пузыре. Все вокруг замедлилось. Мне казалось, что я теперь останусь в этом пузыре навсегда".
Другие мужчина и женщина, прятавшиеся от непогоды под деревом, прибежали на помощь. Потом они рассказали Джастину, что он продолжал сжимать в руках стул, и все его тело дымилось.
Когда Джастин пришел в сознание, у него в ушах звенело. Затем до него дошло, что он парализован от пояса и ниже.
Сейчас, описывая произошедшее в тот день, Джастин показывает, как располагаются ожоги у него на спине.
След от молнии начинается от правого плеча и по диагонали идет вниз, говорит он, а затем выходит на внешнюю поверхность обеих ног.
Он приносит показать ботинки, в которых был тогда. На них тоже ожоги. В некоторых местах они прогорели насквозь.
Правообладатель иллюстрации
William LeGoullon
Image caption
Джастин считает, что молния ударила его в плечо, прошла через тело и вышла через ноги.
Хотя выжившие часто показывают места, куда молния вошла и где вышла, точно сказать, по какому маршруту она пронзила человека, довольно трудно, комментирует Мэри Энн Купер, врач из Чикаго, долгое время изучавшая молнии, а сейчас вышедшая на пенсию.
Каждый год молнии уносят более чем 4 тысячи жизней по всему миру - это следует из статистики 26 государств. (Реальные цифры погибших от удара молнии еще предстоит узнать, когда мы начнем получать достоверную статистику из развивающихся стран - в частности, центральноафриканских.)
Каждый год молнии уносят более чем 4 тысячи жизней по всему миру - при этом многие случаи в развивающихся странах просто не документируются
Купер - одна из сравнительно небольшого числа специалистов (врачей, метеорологов, инженеров-электриковm и т.д.), которые пытаются лучше понять, каким образом молнии поражают людей и как этого избежать.
Из каждых 10 человек, в которых попадает молния, девять остаются в живых и готовы рассказать свою историю. Однако эти случаи не проходят для них без последствий - как краткосрочных, так и долгосрочных.
Перечень этих последствий длинный и пугающий: остановки сердца, туман в голове, приступы и припадки, головокружения, боли в мышцах, глухота, головные боли, потеря памяти, потеря внимания, изменения в характере, хронические боли…
Они обмениваются своими историями в интернете и на ежегодных конференциях Lightning Strike & Electric Shock Survivors International ("Международное общество выживших после удара молнией или током").
Эти люди каждую весну собираются в горах на юго-востоке США. Их встречи начались в начале 1990-х, когда на первую конференцию переживших удар молнии приехали 13 человек.
В дни, когда не существовало интернета, довольно трудно было найти похожих на тебя, тех, кто после удара молнии в одиночку пытается справиться с головными болями, провалами в памяти, бессонницей, рассказывает Стив Маршберн, основатель общества.
Стив живет со всеми этими симптомами с 1969 года, молния попала в него, когда он стоял у здания банка.
Правообладатель иллюстрации
Lena Lozhkina/Flickr/CC BY 2.0-ND
Image caption
Он и его жена почти 30 лет на общественных началах занимаются этой организацией, в которой уже почти 2 тысячи членов.
Изменения в характере, перемены настроения, которые испытывают выжившие (иногда с приступами глубокой депрессии), иногда приводят семьи на грань распада.
Мэри Энн Купер приводит свою любимую аналогию: молния, по ее словам, влияет на мозг человека примерно так же, как короткое замыкание - на ваш компьютер. Внешне вроде бы ничего не изменилось, но программное обеспечение уже не может функционировать так, как прежде.
И Маршберн, и Купер высоко ценят заслуги организации Lightning Strike & Electric Shock Survivors International, которая, по словам самого Маршберна, своей деятельностью предотвратила по меньшей мере 22 самоубийства.
Молния влияет на мозг человека примерно так же, как короткое замыкание - на ваш компьютер Мэри Энн Купер, исследователь
Для Маршберна вполне привычно, когда ему звонят среди ночи, и он проводит несколько часов, разговаривая с человеком, находящимся на грани нервного срыва. После таких разговоров Маршберн чувствует себя опустошенным.
Купер, которая присутствовала на нескольких встречах этих людей, признается, что до сих пор не до конца понимает, что с ними происходит. "Но я слушаю, слушаю и слушаю их".
Несмотря на то, что она очень сочувствует пострадавшим, некоторые вещи в их рассказах вызывают у нее недоверие.
Иногда они утверждают, что чувствуют приближение грозы задолго до ее начала. "Это возможно, - признает Купер, - их травма дала им повышенную чувствительность к непогоде".
Однако более критически она относится к рассказам о том, как зависают компьютеры, когда в комнату входит один из тех, в кого когда-то попала молния. Или о том, что у этих людей быстрее садятся батареи в гаджетах.
После десятилетий изучения и наблюдений Купер и другие специалисты по молниям с готовностью признают: по-прежнему вопросов больше, чем ответов.
Например, непонятно, почему после удара молнии некоторые люди страдают от припадков. И влияет ли перенесенный удар на те проблемы со здоровьем, которые возникают с возрастом?
Некоторые из таких людей говорят, что чувствуют себя медицинскими кочевниками, поскольку никак не могут найти врача, который хоть что-то бы понимал в травмах, полученных от удара молнии.
Джастин Годжер, ноги которого обрели подвижность в течение пяти часов после попадания молнии, сейчас страдает от посттравматического стрессового расстройства. Кроме того, его мозг работает не так быстро, как раньше.
Правообладатель иллюстрации
iStock
Image caption
Он не понимает, как ему вернуться к той работе, которую он выполнял до случившегося с ним (Джастин работал юристом).
"Когда я разговариваю по телефону, слова в моей голове как будто перемешаны, - рассказывает он. - Я начинаю задумываться над тем, что же именно я хочу сказать, и у меня всё окончательно путается. И когда я наконец что-то произношу - это не совсем то, что я хотел сказать".
Когда в кого-то попадает молния, это происходит так быстро, что только очень небольшое количество электричества проходит сквозь тело. Основная его часть остается снаружи, создавая так называемый эффект дугового разряда, объясняет Купер.
Для сравнения: контакт с высоковольтным проводом имеет результатом гораздо более серьезные внутренние травмы, поскольку воздействие электричества может быть более долгим, даже если речь идет о нескольких секундах - этого вполне хватит, чтобы ваши органы были сильно повреждены.
Отчего случаются внешние ожоги? Купер объясняет, что они могут возникать от контакта молнии с потом на коже или с капельками дождя.
Вода увеличивается в объеме, когда превращается в пар, и даже небольшой ее объем может привести к так называемому паровому взрыву.
"Одежду буквально срывает таким взрывом", - говорит Купер. Иногда и обувь.
Ботинки, однако, скорее, будут разорваны или повреждены изнутри, потому что именно там накапливается жар.
Что касается одежды, то пар будет взаимодействовать с ней по-разному - в зависимости от того, из чего она сделана. Скажем, кожаная куртка может задерживать пар внутри, что приведет к ожогам кожи.
Мобильный телефон, который был у Хайме Сантаны в кармане, расплавился и прилип в штанам.
Как же Хайме выжил? Ведь его конь погиб.
Одно из возможных объяснений, как считает хирург-травматолог Сидни Вейл, состоит в том, что именно конь и принял на себя основную часть разряда молнии, которая чуть не убила его 31-летнего седока.
Правообладатель иллюстрации
iStock
Image caption
А возможно, помогло искусственное дыхание, которое тут же начал делать Хайме подбежавший вовремя сосед. Он продолжал делать его до тех пор, пока не приехали парамедики.
Расхожее мнение таково, что вероятность быть ударенным молнией - один к миллиону. Но это верно лишь отчасти.
Если взглянуть на данные по США за один год, то все вроде бы правильно. Но эта статистика вводит в заблуждение, считает Рон Холл, американский метеоролог, давно изучающий молнии.
Он призывает взглянуть и на другие цифры. Если кто-то прожил до 80 лет, его уязвимость на протяжении жизни возрастает до 1 к 13 000.
Примите во внимание и то, что каждая жертва молнии имеет родственников и друзей, на которых эта трагедия так или иначе влияет - таким образом шанс попасть в число тех, кого затронул удар молнии, возрастает еще больше - чуть ли не до 1 к 1300.
Холлу вообще не нравится слово "удар" - по его мнению, это предполагает, что молния попадает прямо в тело человека. На самом деле такие прямые попадания крайне редки.
Если кто-то прожил до 80 лет, его уязвимость на протяжении жизни возрастает до 1 к 13 000
Холл, Купер и некоторые другие видные исследователи молний недавно совместными усилиями подсчитали, что прямые попадания стали причиной не более чем 3-5% травм от электроразряда.
(Правда, Сидни Вейл предполагает, что Хайме Сантана был поражен именно прямым ударом молнии, учитывая то, что тот скакал по пустынной местности, где вокруг не было ни одного дерева или иного высокого объекта.)
Джастин Годжер считает, что он пострадал от молнии, которая задела его по касательной, отраженная от какого-то другого объекта - дерева или телефонного столба.
Считается, что отраженные молнии - причина 20-30% травм или смертей от удара электричеством.
Правообладатель иллюстрации
William LeGoulon
Image caption
Как правило, в регионах мира с высоким доходом населения у мужчин гораздо больше шансов погибнуть от удара молнии, чем у женщин: две трети случаев попадания молнии в человека имеют жертвой именно мужчину.
Объяснить это можно тем, что мужчины более склонны рисковать, и их работа чаще связана с возможностью быть пораженным молнией, отмечает Холл.
…Когда Хайме привезли в травматологию Финикса, его сердце билось с перебоями, у него было кровоизлияние в мозг, повреждены легкие и другие внутренние органы, в том числе печень, рассказывает доктор Вейл.
Ожоги второй и третьей степени покрывали почти одну пятую его тела. Чтобы его организм мог восстановиться, врачи ввели Сантану в искусственную кому почти на две недели.
После пяти месяцев лечения и реабилитации Хайме вернулся домой. "Самое трудное для меня то, что я не могу ходить", - признается он.
"Врачи говорят, что некоторые нервы Хайме все еще не проснулись", - говорит Сара, сестра Хайме. Семья надеется, что время и процедуры реабилитации исправят это.
В тот день, когда Сара и Алехандро вернулись домой из больницы, где они оставили пораженного молнией Хайме, Алехандро вышел на задний двор позвонить жене. И вдруг он увидел сидящего на ограде загона для лошадей павлина - настоящего павлина, с разноцветным хвостом.
До этого Сара и Алехандро видели павлинов в Аризоне только в зоопарке.
Они оставили того павлина у себя и чуть позже нашли ему пару. Сейчас у них - целая семья павлинов.
Когда Сара решила посмотреть, что символизирует собой эта красивая птица, она была поражена: обновление, воскрешение, бессмертие.
Эта статья на английском языке первоначально появилась на сайте Mosaic и публикуется здесь по лицензии Creative Commons.
