Nauka

Duchy na niebie

NLC - obłoki z kosmosu

Obłoków srebrzystych pojawia się coraz więcej. To efekt zmian klimatycznych zachodzących na Ziemi. Obłoków srebrzystych pojawia się coraz więcej. To efekt zmian klimatycznych zachodzących na Ziemi. Martin Koitmäe / Wikipedia
Przypominają przezroczyste szaty unoszone wiatrem. Świecą nieziemskim blaskiem. Te srebrzyste obłoki są nadal jednym z najbardziej tajemniczych zjawisk przyrody.
Mikroskopijne drobiny wody dobrze rozpraszają światło niebieskie, dlatego NLC świecą w barwach błękitu, cyjanu i srebra.Andres Kuusk/Wikipedia Mikroskopijne drobiny wody dobrze rozpraszają światło niebieskie, dlatego NLC świecą w barwach błękitu, cyjanu i srebra.

Mimo że srebrzyste obłoki (NLC – ang. Noctilucent Clouds) występują w górnych warstwach ziemskiej atmosfery, wciąż nie wiemy, czym dokładnie są. Po raz pierwszy zaobserwowano je dwa lata po wielkiej erupcji wulkanu Krakatau (27 sierpnia 1883 r.), który wyniósł w stratosferę gigantyczne ilości pyłów i gazów, a te rozproszyły się wokół ziemskiego globu, obejmując 70 proc. jego powierzchni. Spowodowało to serię niezwykłych zjawisk optycznych w atmosferze, widzianych na całym świecie przez kilka następnych lat (m.in. Słońce przybrało zabarwienie zieleni, Księżyc w pełni świecił zaś w kolorze niebieskawym). Bezpośrednio po erupcji Krakatau przez kilka tygodni nocne niebo nad Europą było tak jasne, że można było bez przeszkód czytać gazetę. Wielu ludzi śledziło naonczas te świetliste fenomeny, a wśród nich Niemiec – Thomas Backhouse. Pewnej nocy latem 1885 r. zauważył delikatne obłoki o włóknistej strukturze świecące fluorescencyjnym światłem nisko nad północnym widnokręgiem. Ówcześni uczeni od razu powiązali te obłoki z erupcją Krakatau; jednak wulkaniczny pył w końcu opadł, a tajemnicze „duchy na niebie” pojawiają się do dziś.

NLC unoszą się 80 km nad Ziemią – siedmiokrotnie wyżej niż chmury najwyższego piętra, cirrusy. Co ciekawe – świecące obłoki srebrzyste wyglądem bardzo je przypominają. Na tym podobieństwa się kończą, gdyż na tej wysokości panuje temperatura minus 125 st. C i jest 100 mln razy bardziej sucho niż na Saharze. Jak w takich warunkach mogą tworzyć się chmury? Jedni uczeni mówią, że źródeł zjawiska należy poszukiwać w przestrzeni kosmicznej, inni – iż fenomen ma związek z emisją gazów cieplarnianych, bo występuje od czasów rewolucji przemysłowej. Wciąż są też tacy, którzy nie wykluczają wulkanicznego pochodzenia NLC. W 2007 r. NASA umieściła na orbicie okołopolarnej satelitę AIM (ang. Aeronomy of Ice in the Mesosphere) z zadaniem wyjaśnienia zagadki obłoków srebrzystych.

***

Wyniki obserwacji coraz mocniej przekonują, że za powstawanie NLC odpowiedzialne są mikroskopijne cząstki pyłu kosmicznego pochodzące z rozpadu meteorytów. – W strukturze obłoków wykryliśmy cząsteczki, które określamy mianem dymu meteorytowego – mówi James Russell z Hampton University, konstruktor satelity AIM.

Nie od dziś wiadomo, że w wewnętrznym Układzie Słonecznym, obejmującym orbity od Merkurego do Marsa, krąży niepoliczalna ilość skalnych odłamków, będących pozostałością po narodzinach naszego systemu planetarnego. Wiele z nich ma rozmiary planetoid, jednak zdecydowana większość to drobiny kosmicznego piasku. Krążąca po swej orbicie Ziemia pochłania całą masę tych cząstek liczoną w setkach ton dziennie. Spalają się one w atmosferze w postaci rozbłyskujących meteorów zostawiających smugi zdezintegrowanej materii. Nieprzypadkowo więc strefa spalania meteorów (70–120 km nad Ziemią) pokrywa się z warstwą występowania obłoków srebrzystych.

– Średnio 3 proc. masy w każdym krysztale NLC pochodzi z meteorytów – podaje Mark Hervig, koordynator eksperymentu wykazującego związek NLC z materią kosmiczną. Ziarenka meteorytowego pyłu stanowią rodzaj zalążków kondensacji cząstek wody w obszarze styku ziemskiej atmosfery z kosmosem. Zgodnie z danymi satelity AIM, w warunkach bliskich próżni mogą powstawać kryształki lodu o rozmiarach zaledwie 20 nanometrów; dla porównania – zwyczajne, dzienne obłoki składają się z kryształków nawet 100 razy większych.

Mikroskopijne rozmiary cząsteczek NLC przynoszą odpowiedź na pytanie o ich niezwykły kolor i fluorescencyjną naturę. Otóż drobiny zawierające zestaloną wodę świetnie rozpraszają światło niebieskie – w przeciwieństwie do czerwonego. Kiedy więc promienie Słońca napotykają warstwę kosmicznych obłoków, odbite od nich światło trafia do naszych oczu w barwach błękitu, cyjanu i srebra.

Kluczową rolę w obserwacjach NLC odgrywa pora roku. Zimą Słońce wędruje po niebie nisko nad widnokręgiem, a po zachodzie zanurza się głęboko, przez co noce są ciemne i długie. Latem jest odwrotnie. W Polsce – o czym mało kto wie – w czasie przesilenia letniego mamy białe noce. W rozumieniu astronomicznym jest to czas, kiedy Słońce w swej wędrówce po sklepieniu niebieskim nie chowa się za horyzontem głębiej niż pod kątem 18 stopni. W praktyce oznacza to, że od momentu zachodu aż do wschodu północny widnokrąg jest permanentnie rozświetlony. Widać to z dala od miejskich świateł, zwłaszcza nad Bałtykiem. Wtedy pojawia się okazja do udanego polowania na obłoki srebrzyste (najlepiej w okolicach Władysławowa i Rozewia – patrz ramka).

***

Teoria dymu meteorytowego wyjaśnia wiele tajemnic NLC, ale zagadką pozostaje pytanie: dlaczego z upływem dekad obłoki srebrzyste stają się coraz jaśniejsze i zwiększają zasięg występowania? W końcówce XIX w. zjawisko znane było głównie mieszkańcom rejonów podbiegunowych Skandynawii i Kanady. Z czasem fenomen zaczął być dostrzegalny z krajów leżących bardziej na południe (w tym z Polski), zaś obecnie NLC bywają widoczne z szerokości geograficznej Węgier oraz takich stanów USA, jak Kolorado i Nebraska.

Zdaniem Jamesa Russella, przyczyną są zmiany klimatyczne związane z aktywnością przemysłową człowieka, której skutkiem jest wzmożona emisja do atmosfery gazów cieplarnianych. Jednym z nich jest metan, będący produktem m.in. spalania paliw, intensywnej hodowli zwierząt i składowania rosnącej ilości odpadów na wysypiskach. – Z obserwacji satelity AIM wynika, że to metan „napędza” NLC – mówi James Russell. Kiedy cząsteczki tego gazu dostają się do wyższych warstw atmosfery, ulegają utlenianiu w serii złożonych reakcji chemicznych. Ich produktem jest para wodna. Ta z kolei zasila obłoki srebrzyste, pozwalając im się rozbudowywać i rozprzestrzeniać. NLC mogą przypominać UFO, ale w rzeczywistości mówią nam coś bardzo ważnego o zachowaniu się naszej planety – podsumowuje Russell.

Tegoroczny sezon obłoków srebrzystych rozpoczął się o tydzień wcześniej, niż przewidywali uczeni. Ponad sto lat obserwacji zjawiska wykazało pewną zależność: w okresie maksimum aktywności Słońca NLC słabną. Najnowsze raporty mocno zachwiały tą regułą. Jesteśmy bowiem w przededniu słonecznego maksimum, a obłoki srebrzyste mają się świetnie.

Spodziewaliśmy się czegoś wręcz przeciwnego – wyjaśnia Cora Randall z University of Colorado. – Jedyne, czego mogliśmy oczekiwać w 2013 r., to spóźnione nadejście sezonu polowań na NLC, a spotyka nas niespodzianka. Łowcy fenomenu zacierają ręce: czy czeka nas niespotykany wysyp obłoków srebrzystych? Przekonajmy się na własne oczy.

Gdzie ich szukać

W pogodny letni wieczór wybierzmy miejsce z odsłoniętym widnokręgiem w kierunku północy. Jeśli godzinę po zachodzie Słońca (lub godzinę przed wschodem) nisko nad linią północnego horyzontu zauważymy włókniste obłoki jarzące się w barwach błękitu, cyjanu lub srebra, to znaczy, że obserwujemy NLC. Amatorzy fotografii mogą utrwalić obłoki srebrzyste, naświetlając kilkusekundowe ekspozycje z aparatu na statywie. W Polsce zjawisko jest dostrzegalne zaledwie przez 6–8 tygodni w okresie przesilenia letniego.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Pomocnik Historyczny

Kobiety u władzy w Bizancjum

Zostanie cesarską małżonką, wejście w rolę bazylisy, było zapewne największym marzeniem przynajmniej niektórych mieszkanek Bizancjum, a w pewnych okresach łakomym kąskiem dla wielu dobrze urodzonych niewiast spoza niego.

Mirosław J. Leszka
12.03.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną