Лавина в Китае: загадочные синие вспышки

На фото - редкое природное явление. Всего две короткие синие вспышки на серии снимков падающей ледяной массы. Они заставили астрофотографов и физиков заговорить о явлении, которое до сих пор остается одной из загадок современной науки.

Китайский астрофотограф Ли Шэнъюй давно известен любителям неба. Он был лауреатом фотоконкурса Пекинского планетария, а его съемки полярных сияний во Внутренней Монголии набирали миллионы просмотров. На этот раз внимание привлекли не звезды, а гора.

На опубликованном SpaceWeather.com таймлапсе видно, как с вершины горы Сянь Найжи в китайской провинции Сычуань (Sichuan’s Mount Xian Nairi) срывается огромный ледяной массив. Вместе с ним вниз по склону «скользят» яркие голубые вспышки.

Гора Сянь Найжи (или Mount Chenrezig по-тибетски) возвышается более чем на 6000 метров и считается одной из трех священных вершин тибетского буддизма. Она расположена в Гардзе (Garzê) -Тибетском автономном округе, а восхождения на нее официально запрещены.

В ночь на 27 октября Ли установил камеру у подножия горы. Его целью были звездные треки — длинные дуги, оставленные звездами на фото при длительной экспозиции из-за вращения Земли.

Фотограф получил именно те кадры, за которыми приехал. Но уже дома обнаружил нечто гораздо более необычное: во время схода ледника камера зафиксировала короткие голубые вспышки.

Ли сразу обратился к коллегам, которые регулярно снимают высокогорные районы. Возможно, кто-то уже видел подобное?Выяснилось, что похожее явление уже попадало в объектив.

Ранее в октябре астрофотограф Лу Мяо снимала гору Muztagh Ata высотой 7546 метров в Синьцзяне/Xinjiang. Во время обрушения снежного карниза на видео также возникло яркое голубое свечение — даже более продолжительное, чем на Сянь Найжи.

По словам Ли, ни он, ни Лу не заметили вспышек во время самой съемки — они проявились только при просмотре материалов.

При этом один из их знакомых рассказал, что однажды видел подобное голубое свечение собственными глазами во время лавины, хотя тогда не смог его снять.

Ли выдал рабочую гипотезу, что вспышки могли возникнуть из-за свечения, вызванного разрушением льда при сильном трении. В физике этот эффект называется триболюминесценцией.

Явление известно уже более четырехсот лет. Еще в 1605 году английский философ Фрэнсис Бэкон писал, что кусочки сахара начинают искриться, если их ломать в темноте.

Позже о триболюминесценции говорил знаменитый физик Ричард Фейнман: «Если раздавить кусок сахара плоскогубцами в темноте, можно увидеть голубоватую вспышку. Некоторые другие кристаллы ведут себя так же. Никто толком не знает почему».

Почему возникает свет?

Современная наука понимает механизм этого явления лучше, чем во времена Фейнмана, однако полной картины до сих пор нет.

Когда кристалл раскалывается, между его поверхностями может возникать электрический разряд. Он ионизирует молекулы азота в воздухе, резко повышает температуру и вызывает короткую вспышку света — по сути, миниатюрную молнию.

Однако разные материалы светятся по-разному. Иногда свечение связано именно с азотом, иногда — с поверхностью самого кристалла, а иногда механизм вообще остается неясным.

Поэтому триболюминесценция до сих пор считается одним из малоизученных физических эффектов.

Почему вспышки могли появиться именно во льду?

Во время замерзания воды в лед могут «впечатываться» небольшие электрические неоднородности. Когда огромный ледяной массив начинает разрушаться и с силой ударяется о скалы, внутри трещин могут возникать области с противоположными электрическими зарядами. Если разность потенциалов становится достаточно большой, между ними проскакивает разряд — и появляется голубая вспышка.

Именно это, по мнению Ли, могло произойти во время схода серака на Сянь Найжи.

Почему это открытие может быть важным? Если гипотеза подтвердится, подобные вспышки смогут стать новым инструментом для изучения лавин и ледников. По характеру свечения ученые потенциально смогут определять, насколько монолитным был лед, где происходили основные разрушения и как распространялись трещины внутри ледяной массы.

Не менее важен этот случай и для фундаментальной физики. Если сахар практически всегда искрится при разрушении, то за десятилетия съемок лавин по всему миру подобных кадров удалось получить лишь единицы. Почему лед вспыхивает настолько редко? Какие именно условия необходимы для появления свечения? Пока ответов нет.

Но теперь, возможно, у ученых появился новый ключ к разгадке одного из самых необычных и малоизученных оптических эффектов природы.