Елена Сапарина - Небесный землемер

Но в отличие от старого способа обе эти части можно вычислить очень точно. Ведь теперь точность вычислений зависит только от правильности измерений, и на результат не влияет степень наших знаний о «внутренности» земного шара.

Зависящий от строения земной толщи, геоид превращал измерение высоты и внешней — той, что выше него, и внутренней, охваченной эллипсоидом — частей Земли скорее в геологическую, не имеющую пока точного решения задачу. А квазигеоид позволяет свести ее к чисто математическому, легко достижимому решению.

Тем не менее новый способ, или, вернее, новая наука — геодезическая гравиметрия, основанная трудами М. С. Молоденского, не дает возможности обойтись без участия «гири». Для изучения фигуры Земли по-прежнему требуется мировая гравиметрическая съемка.

С тем, что изобретенный геодезистами геоид, едва родившись, вышел из повиновения и распластался по Земле совсем не там, где отвели ему место, ученые уже примирились. Не первый раз природа уготавливала им такие фокусы. И отправляясь в плавание по беспорядочным волнам геоида, они ставили перед собой только одну цель: на первое время хоть в самых общих чертах измерить эти волны.

Но все чаще и чаще возникал перед ними вопрос: так ли уж они беспорядочны? Может быть, есть все-таки какой-то скрытый порядок в этом хаосе больших и малых тяжестей?

Случайно ли, например, оба больших гребня геоида соответствуют океанам, а обе низины — материкам? Когда занялись исследованием состава дна океанов, оказалось, что оно повсюду состоит из тяжелых базальтов. А материки сложены из более легких гранитов. Разница в силе, с которой базальты и граниты притягивают тела, довольно значительна.

Получалось, что в земной коре есть две области, в которых сосредоточены тяжелые массы, образующие возвышения геоида, и два района, где сгруппировались менее тяжелые массы континентов, вызывающие понижения геоида.

В таком случае расшифровать, почему геоид изгибается так, а не иначе, вероятно, поможет наука, изучающая образование на земном шаре материков и океанов?

А наблюдения приносят новые удивительные открытия. Обнаружилось, что и магнетизм Земли такой же «неровный», как сила тяжести на ее поверхности. В самых неожиданных местах Земля оказалась намагниченной сильнее, чем в соседних. Одни из таких магнитных сгустков тянутся всего на протяжении нескольких километров, другие охватывают нередко целые материки.

Советский магнитолог В. П. Почтарев обратил внимание, что эти магнитные волны как бы бегут с меридиана на меридиан, огибая земной шар. Во всяком случае наиболее крупные волны расположены именно так. Но именно в тех же самых местах распределены по поверхности Земли и главные волны геоида. Волны тяжести и магнитные сгустки и пробелы оказались словно вложенными друг в друга, подобно тому как совмещается волнистая поверхность двух кусков рифленого железа.

Оказалось, что более легкие материки и намагничены слабее тяжелого дна океана. В Европе, например, лишь Скандинавский полуостров лежит во впадине геоида. Но здесь же, в Скандинавии, земной шар и намагничен слабее, чем на всей остальной территории Европы.

Один из бугров геоида расположен там, где находится Южно-Африканский Союз, а на севере Африки лежит «впадина». И соответственно северная часть Африканского материка намагничена слабее. На Прикаспийской равнине геоид уходит вниз и поднимается только на побережье Тихого океана. И покорно «ныряет» здесь вниз по шкале стрелка магнитометра. Так же плотно складываются магнитные и гравитационные неровности в Северной и Центральной Америке.

В южном полушарии волна тяжести, которая приходится на Австралию, совпала с магнитным сгустком. А более тяжелая по сравнению с Арктикой Антарктида и намагничена гораздо сильнее первой.

Откуда берутся такие магнитные сгустки? На этот вопрос еще не может дать точного ответа современная наука. Ей просто недостает многих данных. Ведь и сам магнитный океан открыт сравнительно недавно. Выдала его хорошо известная всем магнитная стрелка, вытягивающаяся всегда в направлении магнитных полюсов с юга на север. Эта же стрелка и стала первым измерителем силы земного магнита.

К обычному компасу присоединили шкалы отсчета и стали измерять колебания магнитной стрелки в каждой точке и величину действующих на нее сил. А когда к такому магнитометру прикрепили «перо» и бумажную ленту, он стал записывать движение стрелки в течение многих часов и дней и перемены в ее положении при перемещении по поверхности Земли. Извилистая кривая, вычерчиваемая магнитными приборами в разных концах земного шара, рассказала ученым о примерном строении магнитного океана.

Казалось бы, чего проще: промерить магнитный океан вдоль и поперек и определить все его неровности. Но для этого с юга на север и с запада на восток должны обойти земной шар многочисленные специальные экспедиции. Через каждые 20–25 километров — остановка: нужно установить приборы, тщательно выверить их, произвести замер и снова в путь.

Такую густую и равномерную съемку не легко провести даже в одной стране. А на всем земном шаре? Как прокладывать магнитный маршрут в девственных тропических лесах Бразилии, безлюдных песках Сахары, на бескрайных просторах океана?

Вот почему ученым известно еще очень мало о земном магните. Более или менее изучен он лишь на территории нашей страны, Западной Европы, США да в Японии. А на целых громадных материках — в Африке, Южной Америке — сеть магнитных промеров еще очень редка. По таким редким промерам трудно представить себе все глубины и мели невидимого магнитного океана.

В. П. Почтарев, обнаруживший загадочную связь между геоидом и земным магнетизмом, считает, что все его неровности возникают в верхнем слое Земли — земной коре. Носителями магнитных свойств являются те же самые массы, которые создают земную тяжесть. Тяжелые они или легкие — зависит от того, насколько они плотны. А намагничены они слабее или сильнее — от их способности намагничиваться, или, как говорят специалисты, от их магнитной восприимчивости.

Эти свойства совпадают не всегда, почему не везде сгустки тяжести и магнетизма «вкладываются» друг в друга. Но как раз более плотные базальты намагничиваются в сотни раз сильнее, чем менее плотные граниты. Поэтому гранитные материки и оказываются более слабыми магнитами, чем базальтовое дно океана. А так как гребни геоида образованы, по-видимому, тоже базальтами, а впадины — гранитами, то они и совпадают с магнитными волнами.

Другой известный магнитолог, профессор Ю. Д. Калинин, убежден в ином. Вовсе не обязательно, чтобы магнитные сгустки создавались сильно намагниченными горными породами. С таким же успехом они могут возникать в результате каких-нибудь процессов в толще Земли: например, при перемещении электрических зарядов — ведь движущийся проводник с электрическим током тоже становится магнитом.