Знание-сила, 1998 № 06 (852) - [28]
Непостоянная Земля
Погода — это то, что волнует каждого: будет завтра дождь или нет? Ученых же заботит именно климат — долговременные закономерности в температурах и осадках, причем не только сегодня, но и в далеком прошлом. На климат Земли сильное воздействие оказывает форма ее орбиты, поскольку она определяет наше расстояние от Солнца, а значит, и количество тепла, которое мы получаем от светила. Второй фактор — наклон земной оси к плоскости орбиты. Он определяет угол, под которым лучи падают на поверхность, — могут скользить, а могут падать перпендикулярно поверхности, нагревая ее.
Земля наша не просто движется вокруг Солнца, ось ее прецессирует. Прецессия земной оси — это медленное ее вращение с периодом в 26 тысяч лет. В домашних условиях прецессию можно наблюдать, запустив детский волчок по полу: его ось будет медленно покачиваться.
С периодом в 40 тысяч лет меняется и наклонение плоскости орбиты. Мало того, даже сама форма нашей планеты слегка меняется со временем. Джерри Митровица из Торонто и Алессандро Форте из Института физики в Париже показали, что есть связь между изменяющейся формой нашей планеты и гравитационным влиянием других тел Солнечной системы, прежде всего самых крупных планет — Юпитера и Сатурна. «Нам удалось впервые убедительно продемонстрировать, что Юпитер и Сатурн, влияя на форму Земли, могут существенно изменить климат нашей планеты», — подчеркивает Митровица.
Сделать это им удалось при помощи компьютерного моделирования.
Расчеты Митровицы и Форте показали, что за последние двадцать миллионов лет бывали времена, когда Юпитер и Сатурн действовали на Землю согласованно, тогда результат был наиболее заметен. В те далекие годы воздействие усугублялось еще и тем, что Земля была не такая круглая, как в наши дни, а больше напоминала несимметричную грушу. «Чтобы понять климат Земли в далеком прошлом, — говорит Митровица, — надо, во-первых, рассматривать Землю не как шар, а как тело, постоянно меняющее форму, а во-вторых, гораздо более внимательно относиться к воздействиям со стороны даже не самых близких соседей». Ученые так внимательны к прошлому потому, что, зная его, можно лучше понять настоящее и предсказывать будущее.
Обычно, решая задачу с вращением многих тел в Солнечной системе, планеты считают недеформируемыми шарами. Единственное отклонение от шаровой формы, которое допускается в моделях для нашей планеты, — это «приливная волна», возникающая под воздействием Луны. Вполне естественно, что объяснить изменение климата при таких условиях внеземными причинам! не удавалось. А вот Форте и Митровица использовали модель с перемещением вещества под твердой земной корой, и расчеты показали, что именно перемещения вещества внутри Земли могут оказывать наибольшее воздействие на ее форму и влиять на прецессию земной оси, а стало быть, и на климат планеты.
Еще одно свидетельство переменчивости Земли — блуждание Северного полюса, иначе говоря — перемещение оси вращения планеты. Правда, оно очень незначительное, около одного градуса за миллион лет. Эта цифра получается из анализа наблюдений Международной широтной службы за последние восемьдесят лет: они дают смещение на десять сантиметров за год. Оценки другими методами дают смещение на десять градусов за последние 65 миллионов лет — это в семь раз меньше.
Есть другие данные о скорости в полградуса за последние десять миллионов лет.
Американские геофизики Бернгард Штейнбергер и Ричард О’Койне л из Кембриджа показали, что блуждание полюса в течение последних сотен миллионов лет хорошо описывается моделью с перераспределением плотности вещества внутри Земли. Это предположение шло вразрез с традиционными представлениями, поскольку перемещение оси за последнее столетие хорошо описывается таянием ледников, то есть перемещением вещества поверхности планеты.
Штейнбергер и О’Коннел определили современное распределение плотности внутри Земли по данным о движении сейсмических волн. Были обнаружены аномалии плотности, которые ученые постарались экстраполировать в прошлое. Оказалось, что эта модель лучше всего согласуется с палеомагнитными и другими данными — сведениями о магнетизме Земли в прошлом.
Таким образом, изучая два разных эффекта, две независимые группы исследователей пришли к одинаковому выводу: на протяжении последних сотен миллионов лет происходило перераспределение плотности внутри нашей планеты. Это совсем «свежая» находка, и она может привести к другим интересным следствиям.
По материалам зарубежной печати подготовил Александр СЕМЕНОВ.
Андрей Тарасов
Когда земля вздрагивает
• Василий Аршинов, купец первой гильдии, в юности пришел в Москву из деревни в лапотках. Талантливый торговец и промышленник, крупный меценат
• Владимир Васильевич Аршинов, студент МГУ (кафедра минералогии, которой руководил академик В.И.Вернадский). В 1992 году окончил кафедру с отличием и был направлен доучиваться в западные университеты
• Так выглядел в 1916 году первый в России институт геологического профиля «Литогеа»
В интересном месте Москвы встречаюсь я и обсуждаю нижеприведенные проблемы с их «вдох и овит ел ем» Игорем Николаевичем Яницким. Стандартный научный подвал, особенно типичный для постперестроечной эпохи. Следы вековой усталости на аппаратуре и стенах, бренные останки всяческих регистраторов и самописцев, доски, протянутые по заболоченному коридору... Теснота — сразу видно, что из многих ранее просторных лабораторных помещении свезли сюда и полки, и столы, и кипы отчетов, и пожелтевшие схемы.. Блиндаж как блиндаж, а над головой тоже не пятизвездочное сооружение, хотя ощущается в нем еще дореволюционная мрачноватая крепость.
