Zorza polarna

Wrażenia z wyprawy na statku myśliwskim „Isfiell” uwięzionym w lodach Morza Białego.

Radio nasze pracuje bez przerwy. Jeden ze statków myśliwskich znajduje się w niebezpieczeństwie. Jest on uwięziony w lodach na północny – zachód od nas – obecnie lody ściskają go coraz bardziej, znosząc jednocześnie ku brzegom, w bliskości ujścia rzeki Ponoje.

I my w każdej chwili możemy się znaleźć w podobnej sytuacji. Nieustanny groźny ruch lodów trzyma nas, mimo mrozu i wiatru na pokładzie. Potężne, kilkunastotonowe bloki, lśniące jak olbrzymie kryształy, piętrzą się jedne na drugich.

Gdzie indziej olbrzymie tafle lodowe stoją zupełnie pionowo, grożąc w każdej chwili zwaleniem się na statek.

Wieczorem na bezchmurnym niebie zapalają się ognie zorzy polarnej. Na zachodzie, tuż nad widno-kręgiem wybucha snop czerwonych promieni. Po chwili przygasa, aby znów wytrysnąć z jeszcze większą siłą. Sprawia to wrażenie rytmicznych wybuchów. To bardzo rzadka forma zorzy polarnej zwana „pulsująca“.

Po przeciwnej stronie nieba rozwija się nagle różnobarwna olbrzymia wstęga drgająca, mieniąca się i falująca. Przesuwając się ku zenitowi tworzy wspaniałą draperię spadającą aż gdzieś spod firmamentu ku ziemi. Chwilami zdaje się, że i nas obejmuje swymi zwojami. Na niebie coraz więcej powstaje zielonkawych, wijących się wstęg, szybkim ruchem dążą one ku zenitowi, gdzie zlewają się chwilami w promieniste olbrzymie gwiazdy, tak zwane korony. Gdy gasną — ciemne tło nieba zdaje się jeszcze czarniejsze. Po chwili jednak tworzy się nowa, niemniej wspaniała korona.

Patrzę na to jak urzeczony, a przecież przez całe miesiące na Wyspie Niedźwiedziej obserwowałem podobne zjawiska. Nie tylko na mnie wywiera ten cudowny widok silne wrażenie. Norwedzy, obyci z nim od dzieciństwa, są również pod jego urokiem. Poza stroną wrażeniową, zjawisko to, urzekające swym niezwykłym pięknem jest dla badacza jednym z najciekawszych zagadnień. Stojący koło mnie radiotelegrafista trąca mnie w ramię:

„Posłuchaj, czy słyszysz szum zorzy?“

Rzeczywiście słyszę delikatny dźwięk podobny do tego, jaki wydają płozy sań, sunących po śniegu. Tłumacze, że to co słyszymy jest tylko chrzęstem trących się o siebie brył lodu, ale Olonkin nie chce wierzyć, powołując się na autorytet Fridtjofa Nansena, Wyjaśniam mu, że Nansen pisał o dźwiękach, jakie wydaje zorza polarna — jeszcze w ubiegłym wieku, kiedy poglądy na istotę tego zjawiska były mylne.

Pierwsi badacze norwescy Birkeland, a później Stürmer, stworzyli teorię przyjętą obecnie przez cały świat nauki o istocie zorzy polarnej. Według teorii tej Słońce promieniuje cząstki elektrycznie naładowane — elektrony. Potok ich po dostaniu się w pole magnetyczne Ziemi, zakrzywia swoje tory i biegnie w okolice biegunów magnetycznych Ziemi. Elektrony zderzają się w wyższych warstwach atmosfery z cząsteczkami powietrza, pobudzając je do świecenia, przez co właśnie powstaje zjawisko zorzy polarnej. Zjawisko to niesłusznie znane jest pod nazwą zorzy „północnej“, gdyż występuje ono zarówno w okolicach bieguna południowego jak i północnego.

W roku 1901 Birkeland dokonał interesującego doświadczenia bombardując promieniami katodowymi namagnesowaną kulę, pokrytą fosforyzującą powłoką i otrzymał wokół biegunów tego magnesu świecące pierścienie, co zgadza się z obserwacjami, najczęstszego występowania zórz polarnych.

Bardzo ciekawe wyniki dała analiza widmowa światła zorzy polarnej. Pozwoliła ona na wyciągnięcie wniosków — cząsteczki jakiego gazu świecą w zorzy polarnej i w jakim gaz ten jest stanie, oraz zaznajomiła nas tym samym z budową wyższych warstw atmosfery. Widmo zorzy polarnej wskazuje, że świecą w niej tylko drobiny azotu oraz atomy tlenu. Nie znaleziono natomiast widma drobin tlenu, wodoru lub helu. Z tego wynika, że aż do wysokości, na której występują zorze, skład powietrza jest zasadniczo ten sam, co na powierzchni ziemi.

Ciekawa jest historia prób wytłumaczenia zielonej linii zorzy o długości fali 5 577 A. Przez długie lata była ona zagadką dla świata naukowego. Znano bardzo dokładnie długość jej fali, poza tym stwierdzono, że linia o tej samej długości występuje przy świeceniu nieba nocnego, a mimo to w laboratoriach nie można było otrzymać światła o tej samej długości fali.

Profesor Vegard dowodził, że jest to linia azotu stałego, ale hipoteza ta szybko upadła. Dopiero w roku 1925 otrzymano te linie w mieszaninie tlenu i helu, a fizykowi kanadyjskiemu Mc Lennanowi udało się udowodnić, że jest to jedna z rzadko występujących w normalnych warunkach linia tlenu. Poza liniami tlenowymi w widmie zorzy polarnej występują jeszcze pasma drobin azotu. Badania spektroskopowe pozwoliły również na określenie wysokości temperatury w obszarach występowania zórz polarnych, która dochodzi do około 50° C.

Dobowe zmiany temperatury w warstwach między 100 a 200 km ponad ziemią dochodzą nawet do setek stopni.