Смята се, че магнитното поле на Земята (фиг. 2) с помощта на силата на Лоренц FL улавя електроните на височина 22 000 км от повърхността на Земята, а йоните, 80% от които представляват протони, – на височина две-три хиляди километра. Това са т.нар. радиационни пояси. В тях под въздействието на хоризонталната компонента на силата на Лоренц FLh, електроните, описвайки стесняващи се спирали около силовите линии на магнитното поле, се насочват към северния магнитен полюс, а йоните – към южния. В районите на полюсите силовите линии на магнитното поле застават перпендикулярно към земната повърхност и електроните и йоните, както добре се вижда на Фиг.2, започват да се движат насреща си. В резултат на това заредените частици попадат под въздействието на много по-голямата по въздействие от силата на Лоренц сила на взимното притегляне на разноименни частици, наричана сила на Кулон – FQ. Допълнително тази сила има още едно свойство – тя нараства със сближаването на частиците, при това обратно пропорционално на квадрата на разстоянието между тях. Под неопредолимото въздействие на тези две сили електроните от страна на северния, а йоните от страна на южния магнитен полюс се устремяват през земните недра едни към други. Те се срещат в земната мантия и в съответствие с галактичната програма се превръщат в атоми. При този процес, както вече знаем, енергията, използвана за йонизацията им преди хиляди години, се отделя под формата на топлина, а налягането на образувалите се газове предизвиква непрекъснато разширяване на Земята в съпровождението на земетресения.

scheme

Фиг.2 Движение на заредените частици в магнитосферата на Земята

 

Ако магнитното поле на Земята успява да изпрати към северния магнитен полюс на практика почти всички електрони, тъй като те са хиляди пъти по-леки от йоните, то при вторите положението е малко по-различно. Хоризонталната компонента на силата на Лоренц FLh, както се вижда на илюстрацията, може да увлече към южния магнитен полюс само тези йони, които се движат под тъп ъгъл към силовите линии на магнитното поле. Тежките йони на въглерод, желязо, силиций и манган, които се движат перпендикулярно към тях, са принудени да останат в протонния радиационен пояс, като описват окръжности около силовите линии на магнитното поле. В резултат,   средния участък на протонния радиационен пояс и земната мантия под него се превръщат в електроди на огромен кондензатор, който непрекъснато се зарежда от слънчевия вятър. Синтезът на водород, обаче, не може да спре – това е галактично задължение на нашата планета със силата на закон, затова кондензаторът трябва в същия този ритъм и да се разрежда. Това разреждане главно се случва с помощта на мълнии. В хода на нашето изложение ще стане ясно, че именно разреждането на този кондензатор е причина както за възникване на атмосферни пренапрежения в електрическите мрежи, така и за очаквания им колапс. Логиката ни подсказва, че можем да избегнем всичко това, ако предоставим на кондензатора алтернативна възможност за саморазреждане. За да разберем това, обаче, трябва точно да знаем, как протича то. Сега ще опитаме да изследваме този процес.

Трудно ни е да си представим могъществото на микросвета – просто няма с какво да го сравним. Единствената аналогия е избухването на водородна бомба. Чудовищната му енергия   представлява резултат от превръщането на нищожно малко количество от ядрата на  атоми на изотопите на водорода – дейтерий или тритий, в ядра на атоми на хелий.

Силата на Лоренц, която уддържа 1 g протони в радиационния пояс, е равна на 4 kN. Това, обаче, буквално нищо    в сравнение със силата на взаимно притегляне между техен заряд, равен на 105 С, и заряда на електроните от 1 g водород. Във вакума на разстояние, равно на височината на протонния радиационен пояс на Земята, тя е десетки хиляди пъти по-голяма и е равна на 100 000 kN. Ето как образно и емоционално се е изразил видният физик от ХХ век Яков Илич Френкел: „Даже ако раздалечим носителите на тези заряди на разстояние, равно на диаметъра на земното кълбо (около 13 000 km), то силата на взаимно притегляне, макар и да намалее много пъти, пак ще си остане равна на 10 тона”. На пръв поглед изглежда, че електроните,  които хиляди пъти по-леки от йони и върху които   непрестанно действа силата на отблъскване от отрицателно заредената Земя, би трябвало безпрепятствено да пресичат пространството, което ги отделя от йоните. Това, обаче, не се случва, главно заради факта, че сухият въздух представлява един от най-добрите изолатори. Следователно, за да могат електроните да преминат тропосферата, в която се намира 90% от масата на атмосферата,, въздухът трябва да се превърне в проводник на електрически ток.

Задължително условие за проводимост на газовете е наличието в него на свободни заряди – електрони и йони. Възникването на свободни заряди, както вече знаем, се случва в резултат на йонизация, а за да настъпи тя, трябва на атома по някакъв начин   да се предаде енергия. Освен термичната йонизация, за която вече споменахме, йонизацията се осъщестява и чрез следните процеси:

  • Съудряне на неутрален атом или молекула с частица, летяща със значителна скорост – ударна йонизация.
  • Възникване на силно външно електрическо поле – електростатична йонизация.

Трябва да се има предвид също така и че:

  • Едновременно с възбуждането и йонизацията в газовата междина винаги протича и обратен процес – рекомбинация на атоми. Той се съпровожда с отделянето на топлина и светлина. Именно поради това мълниите се съпровождат със светене не само на канала на разряда, но и на множество странични разклонявания.
  • Кислородът притежава най-нисък потенциал на йонизация, а йонизираните атоми на кислорода при обединяването им с молекула образуват озон. С помощта на измервания е установено, че образуването на озон започва 3-4 часа преди началото на буря.