Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Гипотезы о расширении Земли

О НЕРЕГУЛЯРНЫХ ИЗМЕНЕНИЯХ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ И ВОЗМОЖНОЙ СВЯЗИ ИХ С ДЕФОРМАЦИЯМИ ЗЕМЛИ И ИЗМЕНЕНИЯМИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

 

Смотрите также:

 

Гипотеза расширяющейся Земли...

 

науки о земле 

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

 

ГЕОЛОГИЯ

 

Палеонтология

 

Палеогеография 

 

космический вулканизм планет

 

Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Океан Тетис и гипотеза дрейфа материков

 

метеориты и кометы

 

СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

 

Камни и геология

 

ПРИЧИНЫ ГОРО-ОБРАЗОВАНИЯ. Гипотеза Вегенера

 

Плейт-тектоника - новая глобальная тектоника

 

Причины вымирания организмов

 

Метеоритная и вулканическая гипотезы вымирания организмов ...

 

 

 

H.H. Парийский

 

Как известно, неравномерности вращения Земли обычно разделяют на вековые периодические и нерегулярные. Вековое замедление вращения Земли за последние 2 тыс. лет определяется астрономическими методами: в основном по наблюдениям древних солнечных затмений, а на более длинных интервалах времени — биологическим методом: по числу суточных приростов за год или месяц у кораллов, двустворчатых моллюсков и строматолитов. Оба метода дают близкие значения. Среднее удлинение суток из-за замедления вращения составляет около 0,02 мс за год. Ранее, во времена Джона Дарвина, считалось, что это замедление вызвано приливами в основном теле Земли. Теперь более точные гравиметрические измерения приливных изменений силы тяжести и современные расчеты глобальных котидальных карт океанических приливов, дающих амплитуды и фазы основных приливных волн на всей водной поверхности Земли, показали, что главную роль в вековом замедлении вращения Земли играет действие Луны и Солнца на морские приливы, приливы же в твердом теле Земли играют значительно меньшую роль. Любопытно, что суммарное действие приливов дает даже несколько большее замедление вращения Земли, чем наблюдается. Таким образом, существует (во всяком случае в течение последних двух тысячелетий) внутренний механизм планеты, дающий небольшое ускорение ее вращения или вращения ее внешних слоев [Парийский, 1954; Парийский и др., 1972; Кузнецов, Кузнецова, 1972; Lambeck, 1980].

 

Периодические изменения вращения Земли были обнаружены в тридцатых годах этого столетия, когда Павелом и Уинком в Германии и Н. Стойко во Франции стали применяться кварцевые часы и кварцевые генераторы частоты [Парийский, 1954]. Прежде всего были обнаружены колебания длительности суток с годичным периодом. Наиболее точно эти колебания стали определяться после 1956 г., после введения так называемого атомного времени (газовых молекулярных и атомных генераторов частоты) . Амплитуда годичных колебаний длительности суток оказалась довольно стабильной: около 0,5 мс. Быстрее всего Земля вращается в августе, а медленнее всего в ноябре и марте. Два минимума вызваны наложением полугодичной периодичности [Lambeck, 1980]. Использование атомного времени позволило путем анализа многолетних наблюдений обнаружить также полумесячный и месячный период колебаний длительности суток значительно меньшей амплитуды. Эти изменения вращения Земли хорошо объясняются приливными деформациями упругого тела Земли, так называемыми долгопериодическими (зональными) приливами. Как показал Г.П. Пильник [1970], данные изменения позволяют определить число Лява к, характеризующее степень деформируемости Земли под действием приливных сил, что находится в согласии с данными, полученными другими методами. В настоящее время, по-видимому, эти неравномерности можно определить гораздо быстрее (по более коротким рядам наблюдений), пользуясь лазерной локацией Луны и спутниковыми наблюдениями. Годичные же колебания длины суток нельзя объяснить влиянием приливов. Величина приливных волн с годичным и полугодичным периодами на порядок меньше, чем с двухнедельным.

 

В начале 50-х годов стали предприниматься активные попытки объяснить годичную неравномерность вращения Земли изменениями зональной циркуляции атмосферы. Дело в том, что момент количества движения всей системы твердая Земля [L3)~ атмосфера (Z.a) должен сохраняться:

L3 + La= const.          (1)

Поэтому всякое увеличение момента количества движения атмосферы 6 La должно вызывать уменьшение момента твердой Земли:

6 L3 = - 6 La. Момент количества движения Земли равен

L3= JsGJ,       (2)

где /3 — момент инерции Земли относительно оси ее вращения, а со — ее угловая скорость.

Момент инерции Земли практически не меняется в течение года. Его вековые относительные изменения за это время если и существуют, то они в сотни раз меньше амплитуды годичных относительных изменений момента количества движения Земли. Поэтому

6 L3 = /35 w = -5 La. (3)

Изменения в системе движений атмосферных масс в западно-восточном (долготном) направлении, меняющие момент количества движения атмосферы, должны с необходимостью изменять и угловую скорость вращения Земли на величину

Воздушные массы как бы отталкиваются от поверхности Земли, давая ей импульсы "отдачи". Следует отметить, что по закону сохранения момента постоянное стационарное вращение атмосферы в одну сторону (например, так называемый западно- восточный перенос) не будет менять скорость вращения Земли. Эффект сил "отдачи" компенсируется в этом случае силами трения, направленными в сторону движения атмосферы.

 

Для вычисления момента движения атмосферы необходимо знать изменения скорости ветров западно-восточного направления на всей поверхности Земли и на всех высотах в атмосфере. В начале 50-х годов эти скорости вычислялись по распределению давления. Автор совместно с О.С. Берляндом [Парийский, Берлянд, 1953] показал, что с учетом турбулентного трения при расчете геострафических ветров основная часть годичной неравномерности вращения Земли, если не вся она, может быть объяснена изменениями атмосферной циркуляции.

 

Начиная с последнего международного геофизического года, материал о движениях в атмосфере стал гораздо полнее благодаря непосредственным наблюдениям шаров-зондов и шаров-пилотов. Наиболее полное и детальное исследование изменений в циркуляции атмосферы последние годы производилось К. Ламбеком и его колллегами [Lambeck, 1980; Lambeck, Cazenave, 1977]. Для того, чтобы показать насколько хорошо объясняется наблюдаемая годичная и полугодичная неравномерность вращения Земли движениями в атмосфере, я привожу рисунок из его книги "Переменное вращение Земли" 1980 г. (1).

 

Как видно наблюденные изменения вращения (пунктирная кривая) отлично сходятся с расчетной кривой, полученной по формуле (1) (сплошная кривая). При расчете использованы наблюдения ветров по всему земному шару (около 1000 пунктов). Пожалуй, замечается немного большая амплитуда 10%) у наблюденной кривой. Возможно, это объясняется тем, что изменения момента атмосферы передаются не всему телу Земли, как предполагает формула (4), а только твердой оболочке Земли, которая немного проскальзывает вперед по вращению и назад относительно жидкого ядра, не принимающего участия в этих колебаниях. Трудно сказать, согласуется ли такое представление с магнитной связью между ядром и оболочкой. Если в колебаниях участвует только оболочка, то расчетные колебания значения ы должны быть увеличены на 10%, что еще больше совпадает с наблюденными величинами, так как момент инерции оболочки Земли составляет около 0,9 полного момента инерции Земли /. Во всяком случае, мы можем сказать, что колебания момента атмосферы не могут передаваться только одной литосфере Земли, проскальзывающей по астеносфере. В этом случае колебания были бы в несколько раз больше.

 

Перейдем теперь к наиболее интересующим нас сейчас нерегулярным изменениям скорости вращения Земли. Эти изменения впервые предположил еще Ньютон в 1875 г., исследуя движение Луны. Этой неравномерностью определялся и большой эмпирический член теории Луны Брауна, который не удавалось объяснить методами небесной механики. Наличие нерегулярных изменений во вращении Земли стало очевидным после работ Де Ситера и Спенсера Джонса, которыми были обнаружены одновременные изменения в среднем движении Луны, Солнца, Меркурия, Венеры, Марса и спутников Юпитера, пропорциональные их средним движениям. Эти изменения скорости вращения значительно больше вековых изменений (0,02 мс за год в длительности суток) и годичных (амплитуда 0,5 мс). Например, с 1870 по 1910 г. вращение Земли в основном замедлялось, и в течение 40 лет длительность суток увеличилась на 8 мсек. Замедление происходило в 10 раз интенсивнее векового. Затем в течение 20 лет Земля ускоряла свое вращение, причем сокращение длины суток составляло в среднем 0,2 мс в течение одного года. С 1955 по 1973 г. вращение опять замедлялось с ускорением, соответствующим удлинению суток на 0,12 мсек в течение года, т.е. приблизительно в 6 раз интенсивнее, чем в вековом процессе. Столь большие изменения вращения никак не могут быть объяснены изменениями циркуляции атмосферы.

 

На то, что изменения солнечной деятельности не могут влиять на вращение Земли, указывалось многими авторами (Парийский, 1954; Lambeck, 1980). Однако высказывались предположения о возможности такого влияния. В связи с этим следует учесть следующее. Из изменения вращения Земли Асо/и> = ± 1,16 • 10"9, соответствующего характерной изменяемости длины суток на 0J мс за год, вытекает изменение кинетической энергии вращения Земли на ± 4 • 10: эрг. Полная же энергия всего внешнего магнитного поля Земли в 500 раз меньше и равна 8,2 • 102"  эрг. Таким образом, невозможно влияние изменений внешнего магнитного поля на вращение Земли и влияние солнечной деятельности на вращение Земли через ее магнитное поле. Скорее можно ожидать обратного влияния вращения Земли на магнитное поле. Нерегулярные изменения вращения Земли не удается объяснить ни внешними влияними, как, например, изменениями корпускулярного или электромагнитного излучения Солнца, ни поверхностными процессами. К числу последних наиболее часто привлекался механизм изменения оледенения Антарктики (Lambeck, 1980; Сидоренков, 1982). Уменьшению оледенения соответствует распределение растопленной массы льдов по поверхности океанов, что дает увеличение момента инерции Земли и, следовательно, замедление ее вращения, так как J3cj постоянно.

 

По данным за период с 1885 по 1943 г., подобранным Сидоренковым, имеется некая корреляция между изменениями оледенения и вращения Земли. Но по расчетам того же автора этот процесс дает только 1/29 требуемого эффекта. Для того чтобы он дал количественно нужную наблюдаемую величину изменений вращения, свое вращение должны изменять только поверхностные слои литосферы. Это трудно обосновать, так как из 1 видно, что воздействие атмосферы на Землю с годичным периодом передается всей Земле в целом или, по крайней мере, всей мантии, а не только литосфере. При годичном периоде возмущающей силы проскальзывания литосферы по астеносфере не происходит. Для успешного действия этого механизма реология связи между литосферой и астеносферой должна обладать уж очень большой частотной зависимостью.

 

Наиболее полный учет влияния зональных ветров на вращение Земли был произведен в 1981 г. Ламбеком и Хоргудом (Lambeck, Hopgood, 1981]. Ими опубликована кривая остаточных неравномерностей вращения Земли с 1963 по 1980 г., которые нельзя объяснить процессами в атмосфере — ни изменениями движений, ни изменениями перераспределения масс, приводящих к небольшому изменению момента инерции. Эта кривая изображена на 2. Получение этой кривой потребовало огромной работы: расчета изменений момента количества движения всей атмосферы на протяжении более 15 лет, с использованием - данных о ветрах, наблюдавшихся за это время почти на 1000 станциях, распределенных по всему земному шару. Как видно из этой кривой, наибольшие изменения вращения происходили за 4 года (с 1974 по 1978 г.), когда A cj/cj изменилось на +0,72 • 10~8 или вращение Земли ускорилось так, что длительность суток сократилась на 0,6 мс — по 0,15 мс в год.

 

Причины этих нерегулярных изменений во вращении Земли приходится искать, как мы уже указывали, в процессах, происходящих внутри Земли. Такими процессами могут быть изменения в движениях внутри жидкого ядра Земли, передаваемые оболочке, или изменения связи между ядром и оболочкой, как предполагает, например, Ламбек (Lambeck, 1980]. Это могут быть изменения в распределении материи внутри Земли, в частности, изменения ее размеров или степени сжатия.

 

Мы остановимся в этой статье только на последней гипотезе. Предположим, что вну- ри Земли на глубине h = 1 —г произошло изменение плотности материала, например, на одной из границ фазового перехода. При этом произойдет упругое изменение плотностей во всех внешних и внутренних областях относительно меняющегося слоя. Изменится момент инерции Земли /, а следовательно, и скорость ее вращения о, а также изменится распределение силы тяжести на поверхности Земли. Если мы представим изменения плотности на глубине разложенными по сферическим функциям, то на изменение момента инерции и вращения будут влиять только члены нулевого порядка Р0. т.е. одинаковые изменения по всему сферическому слою, и члены, представляемые сферической функцией второго порядка Р{' = 1/2 (3 sin2 D. дающие небольшое изменение сжатия Земли. С этими членами будут связаны и соответствующие изменения силы тяжести на поверхности Земли, представляемые теми же функциями. Изменения плотности, представляемые более высокими членами разложения, будут давать региональные изменения силы тяжести, но не будут давать изменений вращения Земли. Для решения вопроса о том, не вызваны ли изменения вращения Земли подобными изменениями плотностей внутри Земли, необходимы были данные об изменениях силы тяжести на поверхности Земли.

 

Теоретические расчеты упругой деформации Земли и соответствующих изменений ее момента инерции, ее вращения и силы тяжести на поверхности были сделаны еще в 1954 г. [Парийский, 1954], а затем более детально в 1975 г. [Молоденский и др., 1975; Pariisky, 1977]. Характерному изменению длительности суток на 0,1 мс/год в случае сферической симметрии соответствовали бы, например, при изменениях плотности на 0,1 г/см* следующие изменения. При глубинах изменяющегося слоя от 60 до 2900 км (граница с жидким ядром Земли) были бы достаточны изменения в слое толщиной всего от 40 до 20 см, который расширялся или сжимался всего на 13 мм или 3,6 мм.

 

Для этих двух предельных глубин изменение силы тяжести было бы равно соответственно всего ± 4 мкГал при h = 60 км и ± 1 мкГал при h = 2900 км.

В случае сфероидального закона деформаций в изменяющемся слое по закону

bh=bhp — (3 sin2 — 1) для получения изменения длительности суток на 0,1 мс 2

требуются несколько большие, но все же небольшие значения Ь h и 6 hp, где 6 h и б hr — величины расширения или сжатия слоя на широте \р и на полюсе соответственно. Вследствие игры распределения плотности и упругих свойств внутри Земли, которые достаточно хорошо известны, величины 6 h меняются не монотонно с глубиной изменяющегося слоя и находятся в пределах от 30 до 6 см [Pariisky, 1977, 1978]. Изменения силы тяжести на средних широтах (tp~55°, где 6/?= 1/2 bhp) колеблются в пределах от 20 до 6 мкГал в зависимости от глубины изменяющегося слоя.

 

График отношения относительных изменений силы тяжести на полюсе к относительному изменению угловой скорости вращения в зависимости от глубины слоя.

Еще 10 лет назад ни абсолютные, ни даже относительные измерения силы тяжести не могли обеспечить такой точности. Однако за последнее десятилетие существенно повысилась точность абсолютных определений силы тяжести. Путем применения баллистических методов с использованием лазерных измерений длины и атомных часов для измерения времени точность измерений достигла почти ± 5 мкГал. Уже в 1974 г. А. Сакума на международном симпозиуме в Сиднее привел результаты своих семилетних измерений в Севре [Sakuma, 1974]. Хотя точность была и несколько ниже, но все же это было огромным достижением гравиметрии. Параллельно и независимо этот метод разрабатывался в СО АН СССР в Институте автоматики и электрометрии (НИИАЭ), где под руководством Ю.Е. Нестерихина группой Г.П. Арнаутова и других был разработан отличный переносный гравиметр автоматический баллистический лазерный (ГАБЛ), дающий точность до 6 мкГал [Арнаутов и др., 1978]. Под руководством Ю Д. Буланже этим гравиметром Институтом физики Земли АН СССР и ННИАЭ СО АН СССР были измерены абсолютные значения силы тяжести во многих пунктах в Европе, Азии и Австралии.

 

Нас интересуют повторные измерения для суждения о возможных изменениях силы тяжести. Такие измерения были произведены этим прибором в трех пунктах: в Новосибирске, в Ледово (под Москвой) и в Потсдаме. Результаты опубликованы Ю.Д. Буланже в 1981 г. (Буланже, 1981].

 

Нами сопоставлены результаты повторных измерений силы тяжести, произведенных А. Сакума в Севре его стационарным гравиметром и в указанных трех пунктах новосибирским гравиметром с нерегулярными изменениями вращения Земли, полученными К. Ламбеком и П. Хопгудом [Lambeck, Hopgood, 1981] после исключения влияния атмосферы. Как будто можно отметить параллельность в изменениях вращения Земли и изменениях силы тяжести. Увеличению силы тяжести на 10 мкГал соответствует замедление вращения Земли, дающее удлинение суток на 0,13 мс (Д со/со = 0,15 • 10~8).

 

К сожалению, Сакума не публикует свои более поздние наблюдения. Жаль также, что мы не имеем еще данных об изменениях вращения Земли после 1979 г. Получение их требует большой работы, поскольку надо исключить не только внутригодичные изменения атмосферы. Возможно, что параллельность изменений Д со и Д д случайна, но то, что она отмечена на четырех пунктах заставляет предположить ее реальность. Делать какие-либо геофизические выводы из этого сравнения еще рано. Только имея данные по распределению изменений силы тяжести по всей поверхности Земли (хотя бы для начала в 20—30 пунктах), можно будет судить о реальности связи изменений Д^иДсо. Проект такой международной коллективной работы был предложен СССР для осуществления в рамках Международного геодезического и геофизического союза. Проект сейчас уточняется и разрабатывается. Поскольку за самые последние годы подобные переносные баллистические гравиметры уже созданы во Франции, Италии, США и Китае, можно надеяться, что в ближайшее десятилетие вопрос о реальности, а возможно, и о причинах предполагающейся связи будет решен.

 

Данные взяты непосредственно из оригинальных работ [Sakuma, 1974; Буланже, 1981]. В них учтена очень значительная поправка на приливную деформацию Земли, которая может достигать более 100 мкГал, но она определяется достаточно уверенно с точностью до 1—2 мкГал. Кроме этой поправки, для изучения временных изменений силы тяжести неизвестной природы необходимо исключить .13 наблюдений известные влияния, в частности влияние движения полюса и притяжения атмосферы. Движение полюса чэндлеровское (14-месячное и годичное метеорологическое) может достигать в сумме амплитуды в 0,4 с и вследствие изменения при этом центробежной силы [BurSha, 1972] и деформации Земли [Lambeck, 1980] может давать изменения силы тяжести более 10 мкГал. Эта поправка легко определяется с точностью выше 1 мкГал [Lambeck, Cazenave, 1977; Lambeck, 1980]. Влияние притяжения атмосферы, меняющееся при перераспределении атмосферных масс, проявляющееся в перераспределении давления, может достигать 20 мкГал и более [Парийский и др., 1983].

 

Пользуясь точными моментами наблюдений с ГАБЛ и синоптическими картами, составляемыми Гидрометеослужбой СССР через каждые 6 ч, мы смогли ввести поправку на влияние атмосферы во все наблюдения ГАБЛ [Парийский и др., 1983]. Экстремальные поправки достигали величины ± 12 мкГал. Поправки на движение полюса по данным в системе А.Я. Орлова были меньше, но крайние значения достигали все же +6 мкГал и —6 мкГал. Результаты, полученные с учетом этих поправок, представлены на 4. Сплошная кривая на этом рисунке не интерполяционная; это та же кривая, полученная К. Ламбеком для изменений вращения Земли, что и на 2. Мы видим, что введение указанных двух поправок не увеличило, а скорее уменьшило разброс точек. Если мы совершенно незаконно распространили бы предполагаемую связь между Д д и Дсо на весь земной шар, то нашли бы, что наблюдения противоречат гипотезе сферически симметричного сжатия или расширения Земли, так как в этом случае увеличению силы тяжести должно было бы соответствовать ускорение вращения, обратно тому, что как будто наблюдается в наших четырех пунктах. Эта гипотетическая связь не противоречит модели сфероидального изменения в глубинном слое Земли. На широтах использованных пунктов, как и в приполюсных районах, увеличению силы тяжести по этой модели должно соответствовать замедление вращения Земли, а в экваториальной зоне зависимость должна быть обратной. К сожалению, мы не имеем еще данных по низким широтам. Делать геофизические заключения из проведенного сравнения еще рано.

 

Казалось бы, для изучения изменений момента инерции Земли С, а следовательно, и скорости ее вращения со, можно было бы воспользоваться наблюдениями спутников для определения коэффициента J 2 в разложении гравитационного поля Земли по сферическим функциям. Как известно [Пеллинен, 1980], J2 = (С-А)/Ма2 = 0.00108263±

А д, пкГал± 1 • 10~8, где С и А — главные моменты инерции Земли, а М и a — ее масса и экваториальный радиус.

Изменения J2 определяются в основном изменениями 1С—А). Но изменения (С—А) того же порядка, что и изменения С. Поэтому AJ2 * AC/Ma2; AJ2/J2 =*АС/С—А = = АС/С • С/(С—А) = Acj/cj  С/С-А и AJ2 AoVco • С/С-А  J2 или ДЛ % 0,3 Aoj/cj.

Полное изменение Дсо/соот неатмосферных и неприливных причин, согласно К. Памбеку, за последние 15 лет составляет всего 7 • 10"°, и величину максимального изменения J2 можно было бы ожидать всего около 2 - 10~°, т.е. в 5 раз меньше современной точности определения J2. Это подтверждается согласием значений J2, полученных в разное время - 1966, 1969, 1975, 1979 гг. [Пелинен, Нейман, 1980]. Таким образом, спутниковые определения гравитационного поля Земли не могут пока помочь в изучении его временных изменений.

 

По-видимому, прямые абсолютные определения силы тяжести на поверхности Земли раньше спутниковых наблюдений дадут ответ на интересующий нас вопрос о возможной связи изменений силы тяжести и вращения Земли и о процессах, происходящих внутри Земли. Расширяется или сжимается сейчас наша Земля, либо меняет свое сжатие, мы, по-видимому, сможем сказать лет через 10, когда будут получены данные об изменениях силы тяжести на ряде пунктов на поверхности Земли.

 

О том, что происходит с Землей за последние два тысячелетия, мы можем судить по изменению ее вращения. Как уже упоминалось, современные данные об океанических приливах (мировые котидальные карты) позволяют вычислить действие Луны и Солнца на эти приливные волны и подсчитать момент сил, тормозящих вращение Земли. Силы, приложенные к океаническим водам, передаются твердому телу Земли через трение в основном в шельфовых и береговых областях. Подсчет этих сил показал, что эти приливные силы должны замедлять вращение Земли сильнее, чем наблюдается (Парийский и др., 1972; Кузнецов, Кузнецова, 1972; Lambeck, 1980]. Это значит, что кроме приливного механизма, замедляющего вращение Земли, существует еще механизм, ускоряющий ее вращение. По сводке К. Ламбека (Lambeck, 1980], это неприливное ускорение вращения Земли за последние два тысячелетия в среднем составляло

w„n = (+1,6 ±0,6) • 10"22,

что соответствует сокращению длины суток примерно на 0,01 мс/г. В этом случае Земля должна была бы сжиматься в среднем на 1 мм в год или на 2 м за 2000 лет, если

процесс сферически симметричный. Либо менять свою форму, расширяясь в средних и полярных областях и на порядок больше сжимаясь в экваториальных.

 

Что происходило с Землей в более древние времена, мы могли бы узнать по данным о числе суток в году и в месяце, получаемым путем подсчета суточной слоистости у кораллов, моллюсков и строматолитов

 

Но, во-первых, эти данные не очень точны, хотя в среднем они указывают, что за последние 500 млн. лет было примерно такое же замедление вращения Земли, как и за последние 2000 лет. Несколько меньшее замедление, по-видимому, существовало от 500 до 1800 млн. лет назад по неуверенным данным, получаемым по строматолитам. Для того чтобы выяснить вопрос о том, что происходило за это время с Землей, надо из наблюденного замедления вычесть приливное. Но приливное замедление очень сильно зависит от конфигурации и глубин океанов. Поэтому необходимо иметь эти данные из области геологии и дрейфа материков. Первые попытки в этом отношении уже делаются и дают величину замедления вращения Земли того же порядка, что и биологический метод. Если сделать условное предположение, что приливы в древних океанах не давали замедления вращения Земли, то даже в этом случае расширение Земли за время в 300, 550 и 1750 млн. лет составляло не более 3,8 и 10% соответственно. Однако это предположение, я полагаю, не реально.

 

Если предположить, что замедление вращения Земли океаническими приливами в г. алогические времена было такое же, как в настоящее время, то с эпохи 550 млн. лет назад Земля расширилась на 1%, а с эпохи 1750 млн. лет назад сократилась на 10%, либо соответственно изменила свою форму.

 

Таким образом, кораллово-моллюсково-строматолитовый (биологический) метод не может пока дать уверенного ответа на вопрос о древних изменениях размеров Земли, кроме заключения, что эти изменения не могли быть очень большими.

 

Иногда высказываются предположения (Кропоткин, 1980], что изменение размеров Земли может быть связано с изменениями гравитационной постоянной. В связи с этим стоит, пожалуй, заметить, что по классической общей теории относительности Эйнштейна гравитационная постоянная не меняется. Она изменяется только в новых постэйнштейновских космологиях. Кроме того, гравитационные волны являются необходимым следствием эйнштейновской теории, но не следуют из новых теорий (Weisberg et al., 1981].

 

Прямое наблюдение гравитационных волн пока не удается, но недавно появилась очень красивая работа Дж. Вайсберга, Дж. Тайлора и Л. Фоулера [Weisberg et al., 1981], где убедительно демонстрируется возможное наличие таких волн, приводящее к сокращению периода обращения двойной системы пульсара, благодаря потере энергии на гравитационное излучение. Если не удастся найти другого объяснения этому эффекту, то многие новые теории, не дающие гравитационного излучения, окажутся несостоятельными (включая теорию изменения гравитационной постоянной) .

 

В заключение я хочу сделать замечание о противоречии наблюдениям одной из теорий об изменяемости гравитационной постоянной G.

 

Манк и Макдональд [1968] в своей превосходной книге "Вращение Земли", ссылаясь на Дикке, рассматривают возможные следствия изменяемости гравитационной постоянной по закону G = G0 (1+2 v2/с2), где v — скорость относительно далеких симметричных масс Вселенной. В настоящее время имеются уверенные данные о скорости Солнца относительно реликтового излучения по данным Коренштейна и Смута [Carenstein, Smoot, 1981]. Эта скорость равна 360 ± 54 км/с в направлении созвездия Льва. Возникающий из-за обращения Земли вокруг Солнца годичный периодический член в изменениях силы тяжести тогда имел бы амплитуду 550 мкГал, а суточный член в приливной волне /С, на экваторе достигал бы 9 мкГал. Это совершенно противоречит наблюдениям, позволяющим определять силу тяжести по абсолютной величине с точностью до нескольких сотых мГал, а суточные периодические члены с точностью до нескольких сотых мк Гал. Этот подсчет сделан в ньютоновском приближении, считая только гравитационную постоянную переменной. Надеюсь, что специалисту по новым космология м сделают это более корректно.

 

Из этого краткого сообщения видно, что мы все же можем надеяться в не столь далеком будущем выяснить, что же происходит и происходило с нашей Землей.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Арнаутов Г. П. Измерения абсолютного значения гравитационного ускорения силы тяжести баллистическим гравиметром: Препринт Ин-та автоматики и электроники СО АН № 89. Новосибирск, 1978, с. 3-6.

Буланже Ю.Д. Некоторые результаты изучения неприливных изменений силы тяжести. — Докл. АН СССР, 1981, т. 256, № 6, с. 1330- 1331.

Измерения абсолютного ускорения силы тяжести/Под ред. Ю.Е. Нестерихина. Новосибирск: Наука, 1972. 120 с.

Кропоткин П.Н. Возможная роль космических факторов в геотектонике. — Геотектоника, 1980, №2. с. 30-46.

Кузнецов М.В., Кузнецова Л.В. Расчет векового ускорения вращения Земли по современным котидальным картам. — Изв. АН СССР. Физика Земли. 1972, № 12, с. 3-11.

Манн У., Макдонапьд Г. Вращение Земли. М.: Мир, 1968. 384 с.

Молоденский М.С., Молоденский С.М., Парийский Н.Н. О возможной связи изменений силы тяжести и скорости вращения Земли. - Изв. АН СССР. Физика Земли, 1975. №6, с. 3-11.

Парийский Н.Н. Неравномерность вращения Земли. М.: Изд-во АН СССР. 1954. 47 с.

Парийский Н.Н., Берлянд О.С. Влияние сезонных изменений атмосферной циркуляции на скорость вращения Земли. — Тр. Геофиз. ин-та АН СССР. № 19(146). 1953, с. 103-122.

Парийский Н.Н., Кузнецов М.В.. Кузнецова Л.В. Влияние океанических приливов на вековое замедление вращения Земли. — Изв. АН СССР. Физика Земли, 1972, № 2. с. 3-12.

Парийский Н.Н., Перцев Б. П., Крамер М.В. Влияние перераспределения атмосферных масс на значение силы тяжести. М.: Меж- вед. Геофиз. ком. при Президиуме АН СССР, 1983. 161 с.

ПеллиненЛ.П., НейманЮ.М. Физическая геодезия. — В кн.: Итоги науки и техники. Геодезия и аэросъемка. М.: ВИНИТИ, 1980. т. 18, с. 130.

Пильник Г.П. Корреляционный анализ земных приливов и нутаций. — Астрон. журн., 1970, т. 47, № 6, с. 1308-1323.

Сидоренков Н.С. Неравномерность вращения Земли и движение полюсов. — Природа, 1982, №4. с. 82-90.

Bruia М. Variations of the Earth's gravity field due to the free nutation. — Stud, geophys. et geod.. 1972. vol. 16. N 2. p. 122-126.

Gorenstein M., Smoot G. Large-angular-scale ani- sotropy in Cosmic background radiation. — Astrophys. J.. 1981. vol. 244, N 2. pt 1. p. 361-381.

Lambeck K. The Earth's variable rotation. Cambridge: Univ. press, 1980. 350 p.

Lambeck K., Cazenave A. The Earth's variable rate of rotation. — Philos. Trans. Roy. Soc. London A. 1977. vol. 284, p. 495-506.

Lambeck K., Hopgood P. The Earth's rotation and atmospheric circulation from 1963 to 1973. - Geophys. J. RAS, 1981, vol. 64. N 1, p. 67-89.

Pariisky N.N. Rotation de la Terre et les variations de gravitation. — Bull. Inform Marees Terrest- res, Bruxelle. 1977, N 76, p. 4462.

Pariisky N.N. The Earth's rotation and gravity variations. — Boll, geofis. teor. ed appl., 1978, vol. 20, N 80, p. 413-418.

Sakuma A. Permanent station for thp absolute determination of gravity approaching one micro- gal accuracya — In Proc. SAS/JAG Symp. Earth's gravitayional field, Sydney, 1974, P. 3- 10.

Weisberg J., Taylor, Fowler L. Gravitational waves from an orbiting pulsar. — Sci. Amer., 1981, vol. 10, p. 74-83

 

 

 

К содержанию книги: Проблемы расширения и пульсаций Земли

 

 

Последние добавления:

 

ВЛАДИМИРО-СУЗДАЛЬСКАЯ РУСЬ

 

ВНЕШНЯЯ ПОЛИТИКА ДРЕВНЕЙ РУСИ

 

Владимир Мономах

 

Летописи Древней и Средневековой Руси

 

Бояре и служилые люди Московской Руси 14—17 веков