А у древнегреческого историка Диодора Сицилийского есть такой рассказ об африканских миражах.
«В некоторые времена года, — пишет он, — особенно при полном отсутствии ветра, в воздухе показываются изображения различных зверей, неподвижных и движущихся. Эти звери то как будто бегут от зрителя, то сами его преследуют. Когда они настигают человека, то окружают его тело как бы холодным туманом».
Не приукрасил ли картину историк древнего мира?
Нет. Хорошо известно, например, что у берегов Сицилии на восходе солнца над морем часто появляются воздушные башни и замки, люди-великаны, гигантские деревья и животные. Они сходятся и расходятся, догоняют один другого, изменяют свои формы.
Такие картины можно увидеть и на Крайнем Севере. «Горизонт как бы раздвоился, — вспоминает капитан-полярник, — и предметы, находящиеся далеко за ним, поднялись, повисли в воздухе, беспрестанно меняя свой вид. Вдруг появлялись ледяные горы и поля, линии берегов с холмами; они сохраняли в течение нескольких минут свои очертания, поднимались и опускались, растягивались и суживались, а затем исчезали.
Все эти изменения происходили так быстро, как в калейдоскопе; самые необыкновенные формы, какие только можно вообразить, возникали над горизонтом. То появится нечто вроде колокольни или пика, то крест, то меч, то как бы какие-то человеческие формы; затем все заменяется ясным контуром ледяной горы, возвышающейся подобно крепости.
Ледяные поля принимали вид равнин с деревьями и животными; медведи, собаки, птицы, люди танцевали перед нами на воздухе, иногда прыгая с поверхности моря к небу…
Невозможно описать это странное и величественное зрелище. Видение за видением появлялись как бы по мановению волшебной палочки и затем так же быстро исчезали.
Спектакль продолжался большую часть дня, но поднявшийся затем сильный северный ветер сразу прекратил его».
Впрочем, такие миражи довольно редки. Гораздо чаще можно увидеть никого не пугающий «озерный» мираж.
…Медленно движутся по пустыне верблюды с всадниками. Страшная полуденная жара. Словно раскаленная печь, пышут жаром песок и камни. Небо затянуто полупрозрачной красноватой мглой, горизонт почти слился с ним. Во мгле потонуло и само солнце.
Гнетущая тишина пустыни нарушается лишь однообразными звуками колокольчиков на шеях верблюдов. Но вот впереди появляется большая блестящая поверхность. Что это?
Верблюды делают еще несколько шагов, и перед глазами людей открывается озеро. Набегающий ветерок рябит поверхность воды. Отражаясь в воде, стоят пальмы…
Озеро видно так ясно, что, кажется, нет сомнения в его реальности. Но проходит несколько минут — и призрачное озеро начинает заволакиваться красноватой мглой пустыни, теряет свои очертания, неожиданно поднимается в воздух и исчезает.
В Северной Африке в жаркие дни такие «озера пустыни» — обыденное явление. Накаленная за день солнцем знакомая местность превращается к вечеру в землю, охваченную сплошным наводнением.
Все, что находится в трех-четырех километрах, окружено водой. Поселения выглядят словно острова среди обширного озера.
Станешь приближаться к деревне, и берег мнимой воды все удаляется, водный рукав, отделяющий нас от деревни, постепенно сужается, пока не исчезнет совсем, а озеро, по виду все такое же, начинается дальше — все на том же недосягаемом расстоянии.
Такие миражи не в диковинку и жителям Прикаспия, Степного Крыма, Заволжья. Их видят и на асфальтированных шоссе: в жаркие дни перед автомобилем бегут «озера воды», как будто совсем недавно прошел дождь. В них отражаются облака, голубое небо…
В отличие от обманов зрения — иллюзий миражи видит не один человек, а все собравшиеся.
Их можно сфотографировать, заснять на кинопленку. «Во время путешествия на автомобилях по Джунгарской пустыне в Китае — рассказывал кинорежиссер В. А. Шнейдеров, — нам пришлось наблюдать отчетливо выраженный мираж. По всему горизонту, градусов на сто восемьдесят, раскинулось голубое озеро с выступающими из воды купами тростников и невысокими коричневыми холмами. Мы решили заснять эту необычную картину…
Съемка производилась с помощью телеобъективов, в большой спешке, так как мы боялись, что мираж исчезнет. Но когда первые кадры были засняты, удивительное явление все еще продолжалось. Тогда мы решили произвести следующий эксперимент: оставить камеры на месте и послать в зону миража три автомобиля, чтобы они прошли по тому месту, на котором, как нам казалось, широко разлилось голубое озеро.
К нашему огромному удивлению, мираж прекрасно „совместился“ с автоколонной: вполне реальные автомобили мчались по несуществующей воде и, мало того, даже отражались в ней. Все это было заснято, и удивительное зрелище можно было видеть на экране при просмотре фильма „Под небом древних пустынь“».
Что же порождает эту своеобразную игру света в атмосфере? Атмосферное зеркало.
Мы полагаем, что лучи света распространяются в воздухе прямолинейно. Но ведь это далеко не так. Воздух неоднороден, он состоит из слоев различной плотности. А значит, в нем не может быть и прямолинейного распространения света. Таков закон оптики.
Понять это совсем нетрудно. В стакан чая опущена ложка. Она кажется переломленной. Причина в различной плотности воды и воздуха. Переходя из менее плотного воздуха в более плотную воду, лучи света изменяют свой прямолинейный путь, причем совершенно определенным образом — они отклоняются в сторону более плотной среды, в нашем случае — воды.
А когда свет проходит только через атмосферу?
Каждый раз, когда луч из воздушного слоя одной плотности попадает в слой воздуха, плотность которого несколько иная, он изменяет свой прямолинейный путь.
Припомните: летом постройки, деревья на горизонте как бы дрожат, колышутся. Понятно, что дрожат не они, а их изображения. Но что это означает? Только то, что лучи света, отраженные этими предметами и идущие к нашим глазам, беспрерывно изменяют свое направление. Другими словами, путь их совсем не прямолинеен.
Такое преломление лучей в атмосфере называют рефракцией. Благодаря этому преломлению небесные светила кажутся нам расположенными несколько выше, чем они находятся в действительности. Вечером мы видим солнце еще 5–10 минут после того, как оно уйдет за горизонт.
Рефракция света в атмосфере — явление обычное, повсеместное. И чаще всего мы ее попросту не замечаем: преломления лучей света незначительны и не смещают, не искажают изображения видимых предметов заметным образом. Но бывает иначе.
Иногда лучи света отражаются от некоторых слоев воздуха, как от зеркала, и резко изменяют свое направление. Так бывает, например, летом, когда солнце сильно нагревает воздух, особенно нижние слои. Они становятся менее плотными. Лучи света, идущие от каких-либо предметов к земле, отражаются от такого слоя, как от поверхности воды, идут вверх и попадают в глаз наблюдателя.
Вот тогда мы и видим «озерный», или нижний, мираж.
В жаркий день песок в пустыне нагревается нередко до 60–70 градусов. От него нагревается воздух, прежде всего его нижние слои, которые становятся разреженнее слоев, лежащих выше. В более высоких слоях воздух еще плотнее. Так бывает обычно в первой половине дня, когда слой воздуха над землей уже прогрелся, а выше еще холодно.
Плотность воздуха в двух смежных слоях в этом случае далеко не одна и та же. И вот в таких условиях где-то на горизонте перед караваном показывается озеро-призрак, а в действительности это всего лишь отражение неба в нижнем атмосферном зеркале, которое создает полную иллюзию водной поверхности.
А вот другой вид миражей — когда в воздушном зеркале можно увидеть скрытое за горизонтом.
Рано утром, когда нижние слои воздуха еще остаются сильно охлажденными от соприкосновения с землей, вышележащие слои оказываются более теплыми. В таких условиях вверху может образоваться отражающий слой воздуха — верхнее атмосферное зеркало.