Рудольф Баландин - 100 великих загадок географии

Реалист старается понять мир таким, каким он есть на самом деле.

Многое вокруг нас связано с теми закономерностями, которые выясняются при ответе на вопрос: почему Земля – шар? Хотя знающий читатель возразит: не очень-то она круглая. У неё есть отклонения от идеального шара. Она имеет форму геоида.

С таким названием ситуация юмористическая. Как оно переводится? «Землевидный» или «землеподобный». Выходит, Земля «землеподобна»! Прямо по Чехову: «Какое правительство в Турции? Известно какое – турецкое!»

Эллипсоид вращения и геоид. Вне масштаба, сильно искажено

Впрочем, определённый смысл в названии «геоид» имеется. Оно показывает, что у нашей планеты облик индивидуальный. Это не «марсоид» или «луноид», а именно геоид. Ни с чем не спутаешь. Хотя в общем у всех планет и у звёзд форма безусловно шарообразная.

Если бы учёные были сторонниками учения Пифагора, они вряд ли бы усомнились в том, что Земля – идеальный шар. Но по верному замечанию французского писателя Жюля Ренара: «Учёный – это человек, который в чём-то почти уверен». Любознательность и умение сомневаться – необходимые качества любого умного человека.

О том, что форма Земли не идеальна, учёные предположили задолго до космических полётов и обмеров планеты извне. По мнению физиков Ньютона и Гюйгенса, наша планета от вращения должна быть немножко сплюснутой у полюсов. Почему твёрдое небесное тело может менять свою форму? Конечно же, под влиянием гравитации. Она сминает каменные массы, как пластилиновые.

Оставалось провести наблюдения, которые подтвердили бы гипотезу «приплюснутой» Земли. В 1735 году от берегов Франции отошло в просторы Атлантики судно, держа курс к экватору, к равнинам Перу. Там надо было измерить «отрезок земного меридиана». Год спустя другая экспедиция Французской академии отправилась на север Европы, в холодную болотистую Лапландию, с той же целью.

Измерения показали, что длина одного градуса меридиана в Перу равна 110 868 м, а в Лапландии – 112 992 м. Значит, у экватора земная поверхность более круто изогнута, чем у полюса, и наша планета действительно приплюснута у полюсов.

Казалось бы, всё прояснилось: Земля имеет форму так называемого эллипсоида вращения – фигуры, получающейся, если достаточно быстро вращается вокруг своей оси шарообразное пластичное тело. Однако учёные продолжали добывать и обдумывать новые факты. Очередной сюрприз преподнёс им простой прибор – маятник.

В конце ХVIII века в Парижской академии наук обсуждались неожиданные сведения. Маятник, перенесённый из средних широт на экватор, замедлял свои качания на 2,5 секунды в сутки. Значит, его вес уменьшался. Это можно было объяснить тем, что Земля сплюснута у экватора (имеет форму лимона).

Французских академиков такая версия не устроила. Они решили иначе: под влиянием центробежных сил, вызванных вращением планеты. Но и на этом исследователи не успокоились. Чтобы окончательно избавиться от сомнений, проводили всё новые опыты. Планету измеряли вдоль и поперёк; в разных её пунктах изучали частоту колебания маятника.

Вновь природа преподнесла сюрприз: маятник на Бонинских островах Тихого океана делал в сутки на 14,2 качания больше, чем предполагалось по расчётам, основанным на эллипсоидной форме Земли! На острове Святой Елены число «лишних» качаний составило 10,3. И так – почти на всех океанических островах.

Теория не вязалась с фактами. В таких случаях либо уточняют факты, либо меняют теорию. Форма нашей планеты оказалась более всего похожей на двуосный эллипсоид вращения, с дополнительными искажениями.

Океаническая поверхность (включая острова) расположена ближе к центру планеты, чем это предполагалось раньше. И хотя отклонения от идеального шара невелики, учёные во имя точности решили не называть фигуру Земли шаром. В 1873 году немецкий математик и физик Иоганн Листинг предложил название – «геоид». Оно, по сути, ничего не объясняет, кроме того, что планета имеет индивидуальную и неидеальную фигуру. Термин этот прижился.

Из-за вращения Земля немножко сплюснута у полюсов. Расстояние от центра до экватора – 6378 км, а до полюсов – 6357 км (другие отклонения от идеального шара значительно меньше). Северный полюс планеты чуть приподнят по отношению к южному полюсу. Получается фигура, напоминающая рисунок сердца. Так появилось новое название: «кардиоид» (сердцеподобный).

Кроме сил вращения, на нашу планету воздействуют силы притяжения Луны и Солнца. Оригинальный советский географ и геолог Б.Л. Личков предполагал более дальние космические влияния, вызванные вращением нашей Галактики. Но до сих пор нет убедительного объяснения формы геоида-кардиоида.

Чтобы объяснить отклонения формы Земли от идеала, надо учитывать, вдобавок ко всему движение материков, а в ледниковые периоды перемещение воды в виде льда на материки и понижение уровня Мирового океана на десятки метров. Всё это влияет на колебания оси и скорость вращения планеты.

Под влиянием притяжения Луны и Солнца вращение Земли становится меньше, а значит, в масштабе миллионов лет наша планета должна приближаться к форме шара. Высокая вязкость каменной плоти планеты приводит к тому, что изменения в её форме проявляются за долгие сроки.

По данным палеогеографии, в разные геологические эпохи очертания суши и моря менялись, порой все континенты составляли единое целое, раскалывались, расходились и снова сближались. Мы сейчас наблюдаем один из многих вариантов лика Земли. Название «геоид» имеет в виду ещё и её неопределённую форму, изменчивую со временем.

Почти наверняка, будь у нашей планеты всегда идеальная форма шара (так же как во всей Вселенной было бы всё в идеальном порядке), эволюция живых организмов если бы и происходила, то чрезвычайно медленно, а то и вовсе замерла на первоначальной стадии. Ведь изменения – стимул к развитию. Вряд ли случайно самая быстрая эволюция мозга за всю геологическую историю была у предков человека за последние два-три миллиона лет, в ледниковый период.

С глубиной температура земных недр обычно повышается. Только в зонах вечной (многолетней) мерзлоты она может быть отрицательной до полукилометровой глубины, но затем начинает возрастать.

В туннелях и на станциях метро глубокого заложения круглый год тепло. В глубоких шахтах жарко и работать трудно. В Кольской сверхглубокой скважине на глубине 7 км температура достигла 120 °C, а через 5 км возросла ещё на 100 градусов. На больших глубинах плоть Земли раскалена до нескольких тысяч градусов.