Оказалось, что для появления искры-молнии нужно, чтобы между соседними наэлектризованными телами, например облаком и землей, находилось поле с напряжением около 3.0 тысяч вольт на каждый метр расстояния между ними.
И как только такие условия будут созданы, начнется удивительный процесс рождения молнии. Он развивается очень быстро в узком воздушном канале, где воздух сильно нагревается. Канал служит путем, по которому из облака к земле начинает стекать электрический заряд. Но это не сама молния, а ее предвестник, называемый ее лидером.
Лидер молнии движется скачкообразно, с большой скоростью, измеряемой сотнями метров в тысячные доли секунды. Как только он приблизится к земле, по каналу ринутся навстречу друг другу отрицательные электрические заряды облака и положительные заряды, скопившиеся на земной поверхности. Их скорость во много раз больше, чем у лидера молнии: несколько десятков тысяч километров в секунду. И тогда в канале возникает электрический ток огромной мощности — молния, которую мы видим на небе. Едва она сверкнула, а новый лидер прокладывает своей госпоже другую дорогу. И так процесс повторяется до 30–50 раз.
Поэтому молния имеет вид длинной разветвленной искры, напоминающей по своим очертаниям речную систему в том виде, как ее изображают на карте. Длина молний бывает самой различной — от 2 до 20, а в отдельных случаях до 50 километров. Поскольку все происходит очень быстро, наш глаз, обладающий свойством удерживать в своей «памяти» в течение короткого времени увиденное, успевает запечатлеть почти всю систему разветвленных зигзагов молний.
Механизм возникновения грома более прост. В момент образования молнии в проводящем канале температура бывает необычно высокой — около 20–25 тысяч градусов. Ясно, что при такой температуре воздух в нем очень сильно расширяется и плотность его становится весьма малой. В канале образуется разреженное пространство — вакуум. Но в природе вакуум — явление крайне нежелательное и кратковременное. Он обязательно должен быть чем-то заполнен, и немедленно. Так и нашем случае. В канал тотчас же устремляется воздух извне, причем с большим грохотом. Мы же в это время слышим гром.
Как вы видите, на подготовку уходит времени во много раз больше, чем на действие самой молнии.
Некоторые думают, что молнии можно использовать для получения огромного количества электроэнергии. Действительно, мощность особенно сильных молний может превысить мощность электростанций мира, вместе взятых. Однако, несмотря на столь колоссальную силу, энергия, выделяемая такой молнией, невелика, потому что продолжительность разряда длится в течение ничтожно короткого времени. И если оценить стоимость энергии молнии по тарифу Мос- или Ленэнерго, то она составит всего лишь несколько рублей. Да и «поймать» молнию практически очень трудно. Несмотря на кратковременность, молния обладает большой разрушительной силой. Немало бедствий причинила она человеку.
6000 пожаров в год, 70 миллионов убытка — таков результат активной деятельности молний в Соединенных Штатах Америки.
У нас до революции, как показывают статистические данные, ежегодно горело от молний более 3000 крестьянских дворов в год. При Советской власти, благодаря мерам защиты, урон снизился в несколько раз.
Иногда катастрофы от молний принимают широкие масштабы. Так, например, было в Японии в 1940 году. Газета «Правда» писала: «20 июня, в 10 часов вечера, в Токио разразился ураган и ливень, сопровождавшийся сильной грозой. От ударов молнии в центре города возник большой пожар.
Пламя от пожара озаряло весь город. Одновременно от ударов молнии возникли пожары в других местах города».
Известно множество случаев гибели людей от удара молнией. Статистика показывает, что в Европе молния поражает в среднем около 40 человек за год, а в США — 230 человек.
Еще с давних времен было замечено, что молния чаще всего ударяет в наиболее высокие предметы, находящиеся на местности — колокольни, башни, опоры, деревья.
Люди были не раз свидетелями того, как молния, ударив в дерево, дробила его в щепы. От сверхвысокой температуры сок в нем вскипает, пар разрывает древесину и разбрасывает щепы на десятки метров вокруг. Случается, что молния лишь скользнет по стволу, проложит себе желоб. На вековых деревьях (особенно дубах) можно иногда увидеть свежие раны или шрамы от удара, нанесенного огненной стрелой.
«Ты видишь, царь, как бог поражает молнией больших животных и не трогает маленьких, подобно тому как его молния падает на самые высокие дома и высочайшие деревья?» — так, по свидетельству древнегреческого историка Геродота, говорил персидскому царю Ксерксу один из его приближенных.
Мы можем еще сослаться на древнеримского поэта Горация, который в одной из своих од писал:
Можно ли бороться с молнией, сделать огонь ее безвредным?