Возникновение шаровой молнии при химических реакциях

В самом раннем и полном обзоре по проблеме шаровой молнии Араго выдвинул предположение, что она может содержать химическое соединение, возникающее в воздухе в результате разряда молнии. Эта гипотеза, по всей вероятности, имела основой эксперименты Кавен-диша, в которых была получена азотная кислота с помощью электрических разрядов в воздухе. Предполагалось, что в шаровой молнии такие химические вещества дожны быть полностью перемешаны с веществом молнии. Араго поставил трудные вопросы: как, где и из каких веществ образуется шаровая молния, как определить, куда она будет двигаться? — вопросы, на которые и по сей день не найдено сколько-нибудь исчерпывающего ответа.

Согласно раннему предположению взрывчатый характер шаровой молнии в первую очередь объяснялся тем, что при грозовых электрических разрядах из атмосферного азота и следов иода или йодистых соединений образуется трехиодистый азот.

Гораздо чаще в химических теориях шаровой молнии рассматривались соединения, возникающие благодаря окислению азота, и в частности двуокись азота. Прямое сравнение запаха газа, возникающего при появлении шаровой молнии, с запахом двуокиси азота и образование двуокиси азота при электрических разрядах в воздухе в какой-то мере свидетельствуют в пользу этой теории, которая прямо следует первоначальным предположениям Араго. В довольно плохо обоснованных попытках объяснить с помощью этой теории некоторые из наиболее непонятных черт шаровой молнии (сильные взрывы приписывались мгновенной нитрации органического вещества — например, стволов деревьев или стогов сена — концентрированными окислами азота). В одной статье двуокиси азота приписывалась устойчивость вплоть до температуры 3000° С.

В этом случае скорость нитрации должна была бы намного превосходить обычную, особенно для плотного твердого тела вроде дерева, но взрывы шаровой молнии в воздухе или от краткого соприкосновения с веществами, которые не были и не могли быть нитрованы, с таким объяснением не согласуются. К тому же оказалось, что двуокись азота должна, по-видимому, почти полностью распасться уже при 1000° С. Выдвигалось предположение об экзотермической реакции закиси азота с водородом, в результате которой возникают азот и вода. Очень высокие оценки энергии шаровой молнии, полученные на основании последствий ее взрыва и нагревания такой молнией бочки с водой, свидетельствуют о том, что в формировании шаровой молнии обладающие относительно низкой энергией окислы азота не участвуют. Анализ состава воздуха после очень продолжительной и сильной грозы выявил не повышение количества окислов азота, а значительную концентрацию озона, однако определенного заключения о возможном эффекте шаровой молнии из этого сделать нельзя, так как на протяжении этой грозы ни одной шаровой молнии зарегистрировано не было.