Алим Войцеховский - ЗНАК ВОПРОСА 1996 № 01

По мнению Н. Цвелева, «революцию» мелового периода может объяснить только гипотеза расширяющейся Земли, встав на позиции которой, легко можно реконструировать все события, некогда происшедшие на нашей планете…

Как считает ученый, в меловом периоде расширявшаяся Земля стала в течение многих миллионов лет расширяться значительно быстрее, чем раньше. Благодаря этому толщина и плотность атмосферы уменьшились, а вся вода, которая была к тому времени на планете, распределилась на большие поверхности. Земная атмосфера стала более прозрачной не только потому, что сделалась тоньше, но и потому, что в ней стало меньше водяных паров. На планете создалась обстановка, благоприятная для покрытосеменных, которые с пользой для себя ею и воспользовались. Такие «революции» случались в геологической истории не однажды, когда земной шар начинал увеличиваться в объеме с большей скоростью, что, как говорится, и требовалось в данном случае доказать…

Вращение Земли — одно из важнейших свойств нашей планеты. Вследствие се вращения происходит, как известно, не только смена дня и ночи, что регулирует всю биологическую жизнь планеты, но и видимое суточное движение небесных тел, а также множество различных процессов, идущих на Земле.

Предположение, что Земля вращается, возникло еще в древности. Изучением закономерностей ее движения занимались И. Кеплер и И. Ньютон, П. Лаплас и Ж. Лагранж, Л. Эйлер и А. Ляпунов. В настоящее время в мире действует широко разветвленная сеть обсерваторий, в том числе крупнейшая в нашей стране — Пулковская, в которых ведутся непрерывные наблюдения за вращением Земли, изменяемостью широт, движением полюсов. Велико значение получаемых в результате наблюдений параметров вращения Земли для решения многих проблем астрономии, геофизики, геодезии и картографии.

С тех пор, как стало известно, что Земля вращается вокруг своей оси, при всех астрономических наблюдениях и вычислениях допускалась гипотеза, не вызывающая никаких сомнений: вращение Земли равномерное, и ее никем не видимая ось нс изменяет своего положения по отношению к звездам. Само собой разумеется, что Земля принималась в этом случае за твердое тело.

Допущение твердости Земли и ее равномерного вращения означало, что координаты данного места на Земле (положение тела относительно других объектов) остаются неизменными. Дальнейшие астрономические наблюдения и позднее созданная теория вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной точки заставили отказаться от этих гипотез.

Сомнения в постоянстве скорости вращения Земли возникли после открытия Э. Галлеем в 1695 году векового движения Луны. Мысль о вековом замедлении вращения Земли под действием приливного трения впервые была высказана И. Кантом в 1755 году. Сомнения в неподвижности оси вращения Земли возникли у Л. Эйлера в 1758 году.

Прошло каких-нибудь сто лет и было выяснено, что Земля вращается неравномерно, что наблюдаются периодические, вековые и нерегулярные изменения скорости ее вращения и соответственно величины суток, а еще через пятьдесят лет некоторые параметры этих изменений удалось определить. С тех пор за неравномерностью вращения Земли стали проводить регулярные астрономические наблюдения.

Эти исследования, в частности, показали, что скорость вращения Земли меняется то в одну, то в другую сторону. Например, в прошлом веке вращение Земли замедлялось, а в первые десятилетия XX века это замедление прекратилось и сменилось ускорением. Происходят и внезапные кратковременные изменения скорости вращения.

Отчего это происходит? Какие силы то затормаживают, то раскручивают нашу планету?

На эти вопросы нет сегодня полного и точного ответа. «Следствие по делу» ведется давно и тщательно, собрано немало «свидетельских показаний» и «вещественных доказательств». Имеются «подозреваемые» и явные «соучастники», но для подтверждения подозрений недостает фактов. Что же касается выявляемых «соучастников», то не до конца установлена еще доля участия каждого из них в этой непростой проблеме…

Так, например, нужно сказать, что заметную роль в колебаниях скорости вращения Земли с периодами менее одного месяца играют земные приливы. Приливообразующая сила растягивает Землю вдоль прямой, соединяющей ее центр с центром возмущающего тела — Луны или Солнца. Моменты инерции сплющенной Земли больше, чем моменты инерции недеформированной шарообразной планеты. А поскольку момент импульса Земли, т. е. произведение ее момента инерции на угловую скорость, должен оставаться постоянным, скорость вращения сплюснутой Земли меньше, чем скорость недеформированной. При движении Луны вокруг Земли и системы «Земля — Луна» вокруг Солнца расстояние от Земли до Луны и Солнца меняется. Поэтому приливообразующая сила колеблется во времени, что в конечном итоге и вызывает неравномерность вращения Земли.

Приливные выступы постоянно перемещаются по земной поверхности вслед за Луной и Солнцем с востока на запад, т. е. в направлении, обратном суточному вращению Земли. Естественно, что при таком перемещении возникают силы трения, которые тормозят вращение Земли. Вторая причина заключается в том, что Земля вращается не как твердое тело, угловая скорость вращения всех точек которого от центра до периферии одна и та же. У Земли же угловые скорости точек тем меньше, чем ближе они к центру Земли. На границе перехода сравнительно твердой мантии к жидкому ядру скорость вращения должна измениться плавным скачком, вследствие чего между мантией и жидким ядром возникает сила трения, тормозящая вращение мантии. Расчеты показывают, что из-за этого сутки должны удлиняться на 0,003 секунды за столетие…

Разумеется, что лучше всего следствие вести по горячим следам. И такой случай представился относительно недавно. В феврале 1960 года директор Парижской обсерватории А. Данжон установил, что сразу же после регистрации яркой вспышки на Солнце было зафиксировано замедление вращения Земли на 0,85 миллисекунды в сутки, но затем, словно бы спохватившись, Земля стала стремительно наращивать свои обороты, сокращая длительность каждых последующих суток сразу на 3,7 миллисекунды.

Подозрение, павшее на солнечную активность, было проверено. Оказалось, что по данным, полученным за многие десятилетия, колебания интенсивности солнечной активности так или иначе отслеживаются скоростью вращения Земли. Но имеются и другие космические и земные факторы, которые тоже могут «проходить» по рассматриваемому делу.

Как известно, около 2 % всей воды на Земле находится в замерзшем состоянии (в основном в виде льда). Общая масса льда в современную эпоху равна 28,4 × 10 18килограммов: из них 90 % приходится на ледниковый щит Антарктиды, 9 % — на ледник Гренландии и менее 1 % — на все остальные горные ледники. Площади ледниковых щитов составляют: в Антарктиде 13,9 х 10 12квадратных метров, в Гренландии 1,8 х 10 12квадратных метров, горных ледников — 0,5 х 10 12квадратных метров.