Земля в переворотах. Сдвиг полюсов

Сдвиг полюсов.

Все другие теории происхождения ледникового периода потерпели неудачу, остался путь подхода, который уже в начале обсуждения был выбран несколькими геологами: смещение земных полюсов. Если бы по какой-то причине полюса сдвинулись со своих первоначальных позиций, старые полярные льды переместились бы из Арктического и антарктического кругов в новые регионы. Ледниковый покров ледникового периода мог быть полярной ледяной шапкой более ранней эпохи. Таким образом, можно было бы объяснить не только происхождение ледяного покрова, но и тот факт, что его географическое положение не совпадало с нынешними полярными кругами.

"Самое простое и очевидное объяснение больших вековых изменений климата и прежнего преобладания более высоких температур в северных приполярных регионах можно было бы найти в предположении, что ось вращения Земли не всегда имела одно и то же положение, но что она могла изменить свое положение в результате геологических процессов, таких как длительное перераспределение суши и воды".

В течение десятилетий во второй половине девятнадцатого века многие ученые участвовали в дебатах, посвященных этой теме. Астрономы и математики спросили геологов о том, что, по их мнению, могло вызвать такое смещение земных полюсов. Лучшее, что могли предложить геологи, - это перераспределение веса на поверхности земли. Сэр Джордж Б. Эйри, королевский астроном, проанализировал этот вопрос, предположив, что земля, идеально жесткий сфероид (сплющенный глобус), была возмущена при вращении внезапным возвышением горной массы в широтах, "наиболее благоприятных для создания большого эффекта". "Ось вращения больше не совпадала бы с осью фигуры, и возникло бы колебание. При таких обстоятельствах ось вращения блуждала бы в планете. Но такое блуждание не будет бесконечным". Однако незначительность эффекта была бы разочаровывающей. Если бы образовалась горная масса, равная одной тысячной части массы экваториальной выпуклости, что, "как я понимаю, намного больше факта .. смещение полюса земли составило бы всего две-три мили, и это, хотя и сильно удивило бы астрономов .. но не привело бы к таким изменениям климата, как те, которые желательно объяснить".

Сэр Джордж Дарвин, математик и космолог, знаменитый сын знаменитого отца, провел более тщательные расчеты по этому вопросу. Если бы океанское дно глубиной 15 000 футов поднялось, превратившись в континент размером с Африку на высоте 1100 футов над уровнем моря, а на другой стороне земного шара равная площадь стала бы пониженной, результатом было бы смещение полюсов примерно на два градуса. Однако, если бы земля была пластичной, полюса блуждали бы в большей степени.

Джеймс Кролл, шотландский климатолог, писал: "Вероятно, никогда в истории нашей земли не было потрясения такого масштаба. И чтобы создать отклонение в 3°17' — отклонение, которое вряд ли ощутимо повлияло бы на климат,—потребуется поднять не менее одной десятой всей поверхности земли на высоту 10 000 футов. Континент в десять раз больше Европы, возвышающийся на две мили, сделал бы немногим больше, чем приблизил бы Лондон к широте Эдинбурга или Эдинбург к широте Лондона. Надо быть сильно оптимистичным геологом, чтобы рассчитывать на объяснение оледенения этой страны или прежнее отсутствие льда вокруг полюсов таким способом. Мы прекрасно знаем, что со времен ледниковой эпохи в физической географии земли не произошло никаких изменений, достаточных для того, чтобы отклонить полюс на полдюжины миль, а тем более на полдюжины градусов".

Дж. Эванс, геолог, предложил астрономам пересмотреть свое заключение, исходя из предположения, что Земля представляет собой оболочку, заполненную расплавленным веществом. Он предвидел возможность того, что при изменении нагрузки на кору, кора будет вынуждена изменить свое положение по отношению к оси на целых двадцать градусов.

Сэр Уильям Томсон (лорд Кельвин), физик, поднял этот вопрос и возразил, что "земля не может, как полагают многие геологи, быть жидкой массой, заключенной только в тонкую оболочку из затвердевшей материи". "На поверхности и на многие мили ниже поверхности жесткость [земли], безусловно, намного меньше, чем у железа; и поэтому на больших глубинах жесткость должна быть значительно больше, чем на поверхности... Каким бы ни был ее возраст, мы можем быть совершенно уверены, что земля твердая внутри ... и мы должны полностью отвергнуть любую геологическую гипотезу, которая ... предполагает, что твердая земля представляет собой оболочку толщиной 30 или 100, или 500 или 1000 километров, опирающуюся на внутреннюю жидкую массу".

Лорд Кельвин показал, что, если бы земля была жидкой массой, покрытой твердой корой, "твердая кора так свободно поддавалась бы деформирующему влиянию солнца и луны, что она просто несла бы с собой воды океанов вверх и вниз, и не было бы никакого ощутимого приливного подъема и спада воды относительно нее. Положение дел вкратце таково: гипотеза о совершенно твердой коре, содержащей жидкость, нарушает физику, предполагая, что вещество предестественно жесткое, и нарушает динамическую астрономию. ..."

Однако лорд Кельвин признал, что большее смещение полюсов было бы возможно, если бы внутри земли находилось твердое ядро, отделенное жидким слоем от внешней коры. Это он счел невероятным и направил свой аргумент против земли с расплавленным внутренним пространством.

Джордж Дарвин поддержал взгляды лорда Кельвина, представив цифры, показывающие, что земля не может иметь жидкого ядра; ее жесткость должна быть по крайней мере такой же большой, как у стали.

Таким образом, усилия геологов объяснить происхождение ледяного покрова смещением полюсов потерпели неудачу в расчетах математиков. Математик ясно изложил эту мысль:

"Математики могут показаться геологам почти грубыми в своем нежелании допустить изменение положения земной оси. Геологи едва ли знают, как много связано с тем, о чем они спрашивают. Они, похоже, не осознают огромных размеров Земли или огромного количества ее движения. Когда масса вещества вращается вокруг оси, ее нельзя заставить вращаться вокруг новой, кроме как с помощью внешней силы. Внутренние изменения не могут изменить ось, только распределение материи и движение вокруг нее. Если бы масса начала вращаться вокруг новой оси, каждая частица начала бы двигаться в другом направлении. Что может быть причиной этого? ... Где та сила, которая могла бы направить каждую ее часть и каждую частицу земли в новое направление движения?"

В поисках причин, лежащих в самой земле, геологи предложили теорию, касающуюся изменений на поверхности земного шара, которые, по расчетам астрономов, могли привести к смещению полюсов, но только в степени, совершенно недостаточной для объяснения ледяного покрова в ледниковый период. Объяснение, которое показалось геологам наилучшим, было отвергнуто физиками и астрономами, которые, со своей стороны, не могли предложить никакого другого удовлетворительного решения.

Дальнейшие события показали, что приливы и отливы в земной коре под влиянием луны и солнца, неизвестные лорду Кельвину, действительно существуют, хотя и незначительны; это означает, что земля не является абсолютно твердой. Также было обнаружено, что Земля совершает реальное колебательное движение. С. С. Чандлер, американский астроном (1846-1913), объяснил колебание земли как признак ее удаления от равновесного положения. Саймон Ньюкомб, выдающийся американский астроном-математик, в своей статье "О периодическом изменении широты" написал: "Замечательное открытие Чандлера о том, что кажущееся изменение земных широт может быть объяснено предположением о вращении оси вращения Земли вокруг оси фигуры ... находится в таком несоответствии с принятой теорией вращения Земли, что поначалу я был склонен усомниться в ее возможности". Однако, переосмыслив, он нашел теоретическое обоснование: "Теория затем показывает, что ось вращения будет вращаться вокруг оси фигуры в течение 306 дней и в направлении с запада на восток".

Г. В. Скиапарелли, итальянский астроном, в своем исследовании De la rotation de la terre sous Vinfluence des actions geologiques (1889) указал, что в случае смещения полюс инерции (или фигуры) и новый полюс вращения будут описывать круги друг вокруг друга, и земля будет находиться в состоянии напряжения. "В настоящее время Земля находится в таком состоянии, и в результате полюс вращения описывает небольшой круг за 304 дня, известный как круг Эйлера". Это явление колебания указывает на смещение земных полюсов когда-то в прошлом. Таким образом, вопрос сосредоточен на силах, которые могли вызвать такой сдвиг.

Скиапарелли писал: "Постоянство географических полюсов в одних и тех же регионах земли еще нельзя считать бесспорно установленным с помощью астрономических или механических аргументов. Такое постоянство может быть фактом сегодня, но это еще предстоит доказать для предыдущих эпох истории земного шара". Он думал, что серия геологических изменений может, по их совокупному эффекту, шаг за шагом, разрушить равновесие земли, при условии, что земля не является абсолютно твердым телом. "Возможность большого смещения полюса является важным элементом в обсуждении доисторического климата и распределения, географического и хронологического, древних организмов. Если эта возможность будет допущена, это откроет новые горизонты для изучения великих механических революций, которым подвергалась земная кора в прошлом. Мы не можем себе представить, например, что земной экватор мог бы занять место меридиана без большого горизонтального напряжения в некоторых регионах, которое открыло бы большие трещины; и в других регионах имело бы место горизонтальное сжатие, подобное тому, которое представляется сегодня, чтобы объяснить складчатость слоев и образование гор".

Сопротивление сфероида или земного шара, сплющенного на полюсах, изменению положения должно, по мнению Скиапарелли, проявляться также в выравнивании больших площадей и расширении мелководных морей, таких как Балтийское и Северное моря. Он закончил словами: "Наша проблема, столь важная с астрономической и математической точки зрения, затрагивает основы геологии и палеонтологии: ее решение связано с самыми грандиозными событиями в истории Земли".

Таким образом, наконец, выдающийся астроном, после тщательного изучения проблемы, перешел на сторону геолога. Однако он рассуждал по кругу: геологические изменения заставят земные полюса сдвинуться со своих мест, а движение полюсов с их мест вызовет геологические и климатические изменения.

Постепенное и медленное смещение полюсов или наклон оси объяснили бы географическое положение льда в прошлом, но это не объясняло бы другие наблюдаемые явления, такие как протяженность ледникового покрова и внезапность, с которой он окутал землю. Агассис понял это и в поддержку идеи о том, что ледниковые периоды наступили внезапно, процитировал Кювье. Кювье умер до того, как была обнародована теория ледникового периода, но он понимал, что климат, должно быть, внезапно изменился, чтобы заключить крупных четвероногих Сибири в лед, как только они были убиты, и сохранить их тела от разложения с тех пор. "Поэтому, - писал Кювье в пророческом предвкушении дебатов, которые возобновлялись более ста лет, вплоть до наших дней, - все гипотезы о постепенном охлаждении земли или медленном изменении наклона или положения земной оси неадекватны".

К Содержанию книги "Земля в переворотах".