3) токи смещения, возникающие при достаточно заметных по величине быстрых изменениях электрического поля;
4) токи осадков, представляющие собой поток электричества при падении заряженных капель дождя, снега, града и т. п.;
5) токи грозовых разрядов и тихих разрядов с острых предметов.
Считается, что каждый ион в атмосфере обладает одним элементарным зарядом. Количество ионов в воздухе зависит от действия ионизаторов. Ионизаторами являются космические лучи и радиоактивные излучения земных пород, ультрафиолетовое, рентгеновское и другие излучения Солнца. Однополярные ионы существуют в обычных условиях в нижних слоях атмосферы очень короткое время, к ним присоединяются несколько нейтральных молекул газа, образуя достаточно устойчивые комплексы молекул. По всему земному шару отмечаются синхронные для всех пунктов суточные и годовые вариации напряженности поля (E). Ученые считают, что возникновение электрических зарядов в атмосфере может быть обязано одному из трех источников, или их сочетаниям. К ним относятся: галактические космические лучи (ГКЛ), солнечные космические лучи (СКЛ) и естественные радиоактивные источники почвы. Большинство исследователей сходятся во мнении, что атмосферное электричество взаимосвязано с разделением электрических зарядов в грозовом облаке. Это объяснение унитарной вариации АЭП остается признанным до сих пор.
В результате ионизации молекул и атомов воздуха космическими лучами, образуются ионы. По направлению к поверхности Земли, вследствие разности потенциалов, из атмосферы текут ионные токи. Плотность тока, текущего к планете – 10–6 мкА/м2, Суммарный ток составляет ~ 1800 А. В таком случае заряд Земли должен был нейтрализоваться менее чем за полчаса [13. С. 83], но этого не происходит. Теории, позволяющей удовлетворительно объяснить отрицательный потенциал планеты, пока не существует.
По всему земному шару отмечаются синхронные для всех пунктов суточные и годовые вариации напряженности поля (E). Большинство ученых считает, что молнии обеспечивают Землю отрицательными зарядами, перенося их из атмосферного слоя. Максимум молний по всему земному шару приходится на 19 часов лондонского времени. По мнению ученых, молнии обеспечивают Землю отрицательными зарядами, перенося их из атмосферного слоя. Американские ученые считают молнии батареями, которые накачивают электричество в верхние слои атмосферы и сохраняют разность потенциалов [85. C. 180]. Эта модель объяснения унитарной вариации АЭП остается признанной до сих пор. Ряд ученых считает, что молнии переносят отрицательные заряды из атмосферного слоя на Землю и создают электрическое поле. Существование космических лучей было установлено в результате длительных исследований. Основная часть космических частиц идет к Земле в вертикальных потоках. Уменьшение интенсивности излучения не наблюдается ни ночью, ни во время солнечного затмения. Астрофизики сходятся во мнении, что возникновение электрических зарядов в атмосфере может быть обязано одному из трех источников (или их сочетаниям): галактические космические лучи (ГКЛ), солнечные космические лучи (СКЛ) и естественные радиоактивные источники почвы. Из окружающего пространства на Землю приходит «излучение», получившее название космических лучей.
Первая Всероссийская конференция «Глобальная электрическая цепь», организованная Геофизической обсерваторией «Борок», проходила с 28 октября по 1 ноября 2013 г. в поселке Борок Ярославской области. В конференции приняли участие ученые, работающие в области глобальной электрической цепи, атмосферного электричества, геомагнетизма, физики атмосферы и смежных областях. Программа конференции включала 8 секций, в том числе:
a) глобальная электрическая цепь – геофизический объект и математическая модель;
b) грозовое электричество и молниевые разряды – вклад в формирование глобальной электрической цепи;
c) глобальная электрическая цепь, метеорология и климат, экологические аспекты глобальной электрической цепи;
d) волновые процессы в глобальной электрической цепи, структура поля геомагнитных пульсаций.
Глобальная электрическая цепь представляет собой распределенный токовый контур, образованный проводящими слоями нижней ионосферы, верхнего слоя океана и земной коры, которые «замкнуты» электрически проводящей атмосферой [96]. ГЭЦ в статье представляет совокупность твердых и газовых плазменных оболочек, объединенных непрерывным электрическим током, с грозовыми генераторами в качестве основных источников электродвижущих сил и невозмущенными областями свободной атмосферы в качестве зон возвратных токов. Проводимость атмосферы формируется процессами ионизации нейтральной атмосферы галактическими космическими лучами, а также радиоактивными эманациями земной поверхности. Проблема существования стационарного состояния ГЭЦ сводится к задаче обеспечения баланса между стоками и возвратными токами нагрузочных областей источников. В теоретических моделях глобальной электрической цепи основным генератором, поддерживающим электрическое поле атмосферы, являются грозовые облака экваториальной зоны земного шара [97]. Синхронное изменение потенциала ионосферы с грозами – основной аргумент экспериментального доказательства существования ГЭЦ и токовой цепи. Число молний, переносящих отрицательный заряд, в 2,1 ± 0,5 раза превышает число молний, переносящих на Землю положительный заряд; полный ток отрицательных зарядов превышает полный ток положительных зарядов в 3,2 ± 1,2 раза [98]. Унитарная вариация атмосферного электрического поля и тока, обнаруженная при наблюдениях электрического поля над океанами в двадцатых годах прошлого столетия, рассматривается как элемент доказательства существования глобального генератора атмосферного электрического поля. В гипотезе Вильсона тропосферные грозовые генераторы обеспечивают зарядку сферического конденсатора Земля-ионосфера и определяют стационарное электрическое состояние невозмущенных атмосферных областей. Он считал, что космические лучи вызывают разрядку.
Постулат современных гипотез: заряд Земли – отрицательный. К утверждению не прилагают каких-либо доказательств. Если верно предположение, почему многие годы заряд планеты остается постоянным? Экспериментальные исследования атмосферных токов показало, что протоны составляют основную массу космического излучения [99, 100]. Научная концепция, что молнии отрицательными зарядами заряжают Землю – не однозначная. К поверхности Земли сквозь атмосферу, со всех сторон космоса движутся положительно заряженные частицы, которые должны были нейтрализовать заряд планеты. Насколько не оправданно, настолько и тенденциозно утверждать гипотезу о наличии циркуляции токов в атмосфере по схеме ГЭЦ, генерируемой разрядами молний. В предложенной идее присутствуют противоречия философского и физического характера. Признание предложенной модели равносильно признанию вечного двигателя, который в малой области пространства порождает бесконечную циркуляцию положительных и отрицательных зарядов. Учеными не отрицается факт потока космических частиц к Земле. Выглядит, как минимум, нелепо, когда отрицательный планетарный заряд (6⋅105 Кл) [10. C. 82] не разряжается, располагаясь в потоке солнечной плазмы и положительно заряженных космических. Не находим теоретического объяснения формированию космического тела с отрицательным электрическим зарядом, там где миллионами лет движутся положительные заряды. Противоречиво и само утверждение, что заряды одного типа движутся к Земле. Можно было предположить движение положительных зарядов к отрицательному центру Вселенной, но Земля им не является. В таком случае ничто не может заставить частицы больших энергий двигаться с противоположных направлений к планете, которая к тому же не стационарна и постоянно перемещается в пространстве. Перед нами дилемма: либо природа вступила в противоречие с законами физики, либо люди неверно построили научную теорию. Вероятность первого ничтожно мала, последнего – достаточно велика. Объективное изложение причины направленности атмосферных токов к Земле обречено на провал без удовлетворительной гипотезы об устройстве Вселенной.
9.3. Апробирование ГЭЦ
В ходе экспериментов с токами высокой частоты и напряжения по беспроводной передаче энергии Н. Тесла наблюдал случайное образование шаровых молний. Он видел, как они взрывались, уничтожали приборы в лаборатории и сотрясали высокую мачту антенны. Ученый понимал, какая огромная энергия сконцентрирована в светящемся «огненном шаре». Тесла говорил: «Разрушительная волна, сопровождающая разрыв огненного шара, обладает невероятной силой» [101. С. 299]. Феномен приписывался взаимодействию двух частот: случайная высокочастотная волна налагалась на низкую частоту, создавая свободное колебание главного контура. Однажды Н. Тесла пришла мысль, что электрические возмущения могут передаваться по земной коре, путем заземления только одного полюса источника энергии. В таком случае электрические токи могут перекачивать электрическую энергию в аккумулирующую систему через естественную проводящую среду.
Имея высокочастотное устройство, созданющее электромагнитные импульсы высокого напряжения, аппарат по созданию ионов, передатчик электромагнитных колебаний и высоко поднятую антенну большого радиуса кривизны, для аккумулирования заряда в атмосфере, можно образовать колебательный контур в электрическом поле высокого напряжения. Заряды в цепи (Земля, атмосфера, плазма вокруг силовой линии) можно привести в движение, создавая высокое напряжение между искусственной плазмой в атмосфере и поверхностью Земли. Под действием разности потенциалов в миллионы вольт и односторонне направленных импульсов тока, Тесла вызвал движение зарядов в атмосфере и среде земной коры. До того времени, пока антенна и заземленная точка генератора располагались не столь удаленно, токи утечек создавали пробойные зоны. В близлежащем к лаборатории районе колебался грунт. Прохождение мощных импульсов разрядных токов между землей и атмосферой едва не разрушило лабораторию. Если судить по статье [102], то в июле 1899 года Тесла не до конца понимал, что молнии на расстоянии десяти километров от Колорадо-Спрингс и вибрации, были созданы его экспериментами.
Среди российских ученых консенсус по поводу того, что глобальная электрическая цепь представляет собой распределенный токовый контур, образованный проводящими слоями нижней ионосферы, верхнего слоя океана и земной коры, которые «замкнуты» электрически проводящей атмосферой. ГЭЦ состоит из совокупности твердых и газоплазменных оболочек, объединенных непрерывностью плотности электрического тока [103], с грозовыми генераторами в качестве основных источников электродвижущих сил и невозмущенными областями свободной атмосферы в качестве зон возвратных токов. Некоторые ученые (Ильин Н.В., Евтушенко А.А., Кутерин Ф.А, Мареев Е.А., Шаталина М.В. Глобальные электрические цепи планет земной группы. Материалы Всероссийской конференции. 2013 г.) в качестве источника ЭДС выделяют облака, мезомасштабные конвективные системы, песчаные и пылевые бури. Утверждают, что фактором устойчивого протекания тока от источника ЭДС до поверхности и ионосферы планеты является особый профиль проводимости атмосферы: «проводимость ничтожно мала в пограничном слое, но резко (экспоненциально) возрастает с увеличением высоты».
Что является источниками ЭДС в галактическом и планетарном пространстве, почему и в каком направлении движутся заряженные частицы и токи, создаваемые ими, не является темой настоящей работы. Этот сложный философский вопрос, который находится в компетенции теории поля Вселенной. Надеемся, что в ближайшем будущем новую теорию представим на суд читателя. Она и сейчас помогает в решении многих не стандартных задач. Ее когда-то штурмовал А. Эйнштейн, но дальше создания общей теории относительности он не продвинулся. В теории, выдвинутой 100 лет тому назад, постулируется, что гравитационные и инерциальные силы имеют одну и ту же природу.
Обсуждаемая физиками глобальная электрическая цепь, включает токи, идущие из внешнего пространства к Земле, созданные искусственно. Мы рассматриваем только рукотворные. Источник ЭДС одновременно генерирует ионные заряды и создает высокую разницу потенциалов между точкой заземления (в горных породах) и антенной, высоко поднятой в атмосферу. Движением плазменной структуры вдоль силовой линии в поле высокой разницы потенциалов (десятки миллионов Вольт) искусственно образуют ГЭЦ. В единую токовую систему объединены: проводящая среда земной коры, морей, океанов и атмосферы; ионные заряды, закачиваемые на силовую линию. Они представляет собой распределенный токовый контур между поверхностью земли и ионными зарядами, поступившими в атмосферу на силовые линии поля планеты, который «замкнут» через проводящую среду атмосферы. Высокочастотные токовые импульсы и электромагнитные колебания препятствуют разрушению плазмы. Проблема существования глобального контура сводится к задаче обеспечения баланса между выходящими и возвратными токами к источнику генерирования ГЭЦ.
Основные параметры ионосферы (концентрация электронов, ионный состав, температура) меняются с высотой. Нижняя граница ионосферы располагается на высоте 50-60 км от поверхности Земли, верхняя – на уровне порядка 1000 км. Когда плазменная структура проходит через ионосферу, то искусственно созданные ионные заряды, сгруппированные вокруг силовых линий, взаимодействуют с ними. Заряды противоположных полярностей притягиваются (прилипают) к телу плазмоида. Заряда одного знака – отталкиваются. Искусственное плазменное образование обрастает зарядами, притянутыми из атмосферы, на всем пути движения, т. е. от начала силовой линии до ее приближения к поверхности земли на другой стороне полусферы Земли.