8 февраля – День российской науки. В Коми более полутора тысяч научных работников. Каждый на своем месте и по своему направлению вносит вклад в развитие республики. А еще ученые открывают для всех нас много любопытного, обогащая наши представления о природе вещей и сути явлений. Есть магистральные открытия, а есть такие, которые можно назвать побочным результатом исследований. «Республика» представляет «дайджест» некоторых научно-популярных новостей, опубликованных на сайтах институтов Коми научного центра УрО РАН.
Загадка шаровой молнии разгадана?
Шаровая молния – одно из самых неуловимых и малоизученных явлений природы. Загадочные светящиеся шары появляются во время грозы и способны проникать сквозь стены. Это явление веками будоражило умы ученых и обывателей. Но, похоже, разгадка этой вековой тайны стала ближе. Академик Российской академии наук, доктор геолого-минералогических наук Асхаб Асхабов из института геологии КНЦ УрО РАН предложил новую теорию, которая объясняет, как рождается и существует это чудо.
Согласно классическим описаниям, шаровая молния – это светящаяся сфера размером с футбольный мяч, которая медленно плывет по воздуху, иногда просачивается через щели, а затем бесшумно исчезает или взрывается с грохотом. Ее жизнь длится от нескольких секунд до минут. Десятки лет ученые ломали головы: что же удерживает энергию внутри этого объекта и не дает ему рассеяться? Предлагались сотни гипотез – от сгустков плазмы и химических реакций до экзотических идей о микровихрях и даже микроскопических черных дырах.
Асхаб Асхабов предлагает взглянуть на шаровую молнию не как на огненный шар или газовый пузырь, а как на… кристалл. Но не обычный лед или алмаз, а особый «плазменный кристалл», состоящий из невидимых наночастиц, которые ученый назвал «кватаронами».
«Кватароны» – крошечные, заряженные скопления молекул воды – «зародыши», которые образуются в перенасыщенном влагой воздухе во время грозы. По мысли автора, если в воздушном «бульоне» после обычных процессов остаются частицы с одинаковым зарядом (например, все положительные), они не могут слипнуться в каплю. Вместо этого, отталкиваясь друг от друга, они выстраиваются в строгом порядке, образуя прозрачную и устойчивую кристаллическую решетку, парящую в воздухе. Эта сфера из упорядоченных заряженных «кватаронов» и есть шаровая молния.
Такая «кристаллическая» структура объясняет многие удивительные свойства феномена. Именно она обеспечивает целостность шара, не дает ему смешаться с воздухом и позволяет сохранять форму, даже пролезая в замочную скважину, – после чего сфера, как мыльный пузырь, восстанавливается. Энергия для свечения уже запасена внутри самих высокоэнергетичных «кватаронов» и постепенно высвечивается, а не подпитывается извне, как считают некоторые ученые. Цвет молнии – белый, красный, оранжевый – может зависеть от примесей в воздухе, попавших в эту уникальную решетку.
Модель Асхаба Асхабова не только предлагает объяснение природной шаровой молнии, но и намекает на то, что похожие светящиеся объекты, иногда случайно получаемые в лабораториях, могут иметь ту же «кристаллическую» природу. Это открывает новые пути для контролируемых экспериментов.
Таким образом, многовековая загадка, возможно, нашла свое решение в идее «живого кристалла», рожденного грозой. Работа нашего ученого была опубликована в «Вестнике геонаук». Это смелый синтез идей на стыке физики, химии и наук о Земле, который может перевернуть наше представление не только о шаровых молниях, но и о скрытых состояниях вещества в атмосфере.
Отходы – в удобрения
Ученые института геологии, института агробиотехнологий КНЦ УрО РАН и ООО «Вершина» представили важный практический результат в области глубокой переработки минерального и техногенного сырья. Они разработали технологию экологически безопасных агрохимикатов для раскисления почв, используя невостребованные отходы целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК). Почвораскислители не только улучшают химию почв, но и значительно повышают урожайность и качество сельхозкультур, например, картофеля.
Ежегодно ЦБК образуют десятки тысяч тонн минеральных отходов: пыль из электрофильтров, отходы гашеной извести, золу. Их утилизация требует затрат. Одновременно в России огромные площади сельскохозяйственных и нарушенных земель имеют повышенную кислотность, что снижает плодородие.
Исследование наших ученых позволило решить две проблемы сразу: утилизировать промышленные отходы и создать на их основе дешевые и эффективные мелиоранты (раскислители почвы).
Изучив состав отходов (в основе – соединения кальция), ученые подобрали оптимальные рецептуры агрохимикатов. Двухлетние полевые эксперименты дали впечатляющие результаты: pH почвы повышается с сильнокислого до близкого к нейтральному, гидролитическая кислотность снижается в два раза, а насыщенность почвы полезными основаниями возрастает в четыре раза.
На обработанных агрохимикатами почвах урожайность картофеля увеличилось на 37-48 процентов. При этом клубни стали полезнее: в них выросло содержание сухого вещества, крахмала и витамина С, а количество нитратов снизилось.
Разработка готова к внедрению для рекультивации нарушенных земель, например, после добычи полезных ископаемых, а также для повышения продуктивности кислых почв в агросекторе.
Результаты научных исследований опубликованы в коллективной монографии (2025 год) и защищены авторским коллективом в составе: кандидаты геолого-минералогических наук Игорь Перовский, Дмитрий Шушков, Игорь Бурцев (институт геологии имени академика Н.П.Юшкина), кандидат химических наук Ольга Броварова (институт агробиотехнологий), а также специалисты ООО «Вершина» Евгений Веселков и Алексей Габов.
Подготовила Галина ВЛАДИС
Фото vk.com
Оставьте первый комментарий для "О науке – популярно"