Книга 100 великих парадоксов - Рудольф Константинович Баландин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
В периоды потеплений он, освобождённый от ледяного панциря, питает великие ледники. Потепление вызывает оледенение. Конечно, при некоторых дополнительных условиях.
Парадокс слабого Солнца
Астрофизики на основе своих представлений об эволюции звёзд и Вселенной определили, что 4 миллиарда лет назад Солнце излучало на треть меньше энергии, чем сейчас. Значит, Земля была холодной планетой, где вместо воды – лёд.
Палеонтологи и геологи выяснили: 4 миллиарда лет назад на Земле существовали живые организмы, по-видимому, в воде и почве (например, цианобактерии, сине-зелёные водоросли). Значит, планета была тёплой, пригодной для обитания некоторых форм живых организмов.
Как совместить столь противоречивые данные, основанные по всем канонам науки? Прежде всего, надо сопоставить оба мнения по критерию достоверности. То, что касается Солнца, не говоря уже о Вселенной, основано на косвенных сведениях и теоретических выкладках. Степень достоверности сравнительно невелика.
Палеонтологи и геологи исходят из конкретных находок ископаемых остатков, а также определений их возраста не одним, а несколькими способами. Степень достоверности велика.
Можно предположить, что на заре Биосферы Земля находилась ближе к «слабому Солнцу», чем теперь. Отчасти это так. По астрономическим подсчётам, наша планета отдаляется от светила на 15 см в десятилетие. Такими темпами она могла за 4 млрд лет отдалиться на 60 тыс. км. Для космических масштабов расстояние небольшое. Хотя не исключено, что в далёком прошлом Земля отдалялась от Солнца значительно быстрей. Тут последнее слово за астрономами.
Они же могут изменить представление об изменении яркости Солнца. Не исключено, что прежняя общепринятая гипотеза не верна и наше светило более стабильная звезда, чем принято считать.
Земля могла оставаться тёплой благодаря «парниковому эффекту». Ведь её атмосфера в те времена никак не напоминала современную. Сошлюсь на Википедию: «В раннем архее атмосфера и гидросфера, по-видимому, представляли смешанную парогазовую массу, которая мощным и плотным слоем окутывала всю планету. Проницаемость её для солнечных лучей была очень слабая, поэтому на поверхности Земли царил мрак. Парогазовая оболочка состояла из паров воды и некоторого количества кислых дымов. Ей присуща была высокая химическая активность, вследствие чего она активно воздействовала на базальтовую поверхность Земли. Горный ландшафт, равно как и глубокие впадины, на Земле отсутствовали.
Считается, что плотность и давление атмосферы в позднем архее были значительно выше современных, однако по результатам некоторых новых исследований их значения уступали современным более чем в два раза. В эпоху архея происходила дифференциация парогазовой оболочки на атмосферу и гидросферу. Архейский океан был мелким, а воды его представляли крепкий и очень кислый солевой раствор».
В общем, первичная атмосфера, по распространённым представлениям (не обязательно точным), была восстановительной. Она состояла из метана, аммиака, водорода, хлора, водяного пара, в меньшей степени – углекислого газа. В числе микроэлементов находился кислород.
С появлением органического фотосинтеза начался длительный переходный этап: увеличивалось содержания азота и отчасти кислорода. Соответственно уменьшалось содержание метана, аммиака, водорода, хлора. Углекислого газа сначала становилось всё больше, а затем быстро уменьшилось до малых долей процента.
Земля в архейскую эпоху
Судя по всему, «парниковый эффект» 4 миллиарда лет назад был выражен значительно сильнее, чем ныне. Однако повышенная облачность ослабляла воздействие и без того «слабого Солнца».
Итак, данный парадокс или, точнее, противоречие двух независимых научных исследований, свидетельствует о том, что одно из них пришло к неверным выводам. Какое? Наиболее вероятно – мнение большинства астрофизиков. Солнечная система и, по-видимому, Вселенная более стабильна, чем предполагает самая популярная в наше время космогония Большого взрыва.
Земля землеподобна
Форма Земли по-научному – геоид, что в переводе с греческого означает «землеподобная». Ситуация парадоксально-юмористическая. Точно по Чехову: «Какое правительство в Турции?» – «Известно какое – турецкое!» Какая форма Луны? Луноид. Меркурия? Меркуроид. А форма астероида – астероид…
Загадочный термин на непонятном языке создаёт иллюзию сугубой научности, доступной пониманию только специалистам. Впрочем, некоторый смысл в названии «геоид» присутствует. Форма нашей планеты не сводится к идеальной геометрической фигуре. Она индивидуальна. Об этом учёные догадались задолго до космических полётов и точных обмеров Земли.
Физики Ньютон и Гюйгенс предположили, что наша планета из-за большой скорости вращения вокруг своей оси 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.
Надо было подтвердить или опровергнуть гипотезу «приплюснутой» Земли. В 1735 году от берегов Франции отошло в Атлантический океан судно, держа курс к экватору, к Перу. Там надо было измерить «отрезок земного меридиана». Год спустя другая экспедиция Французской академии отправилась на север Европы, в болотистую равнину Лапландии, с той же целью.
Измерения показали: 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.
Сопоставление геоида и элипсоида
Казалось бы, всё прояснилось: Земля имеет форму эллипсоида вращения. Такая фигура получается, если 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 выяснилось, что маятник, перенесённый из средних широт на экватор, замедляет свои качания на 2,5 секунды в сутки. Значит, его вес уменьшается. Это можно объяснить тем, что Земля сплюснута у экватора (имеет форму лимона). Нашлось и другое объяснение: сказывается влияние центробежных сил вращения планеты.
Чтобы окончательно избавиться от сомнений, проводили всё новые опыты. 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.
Поверхность океана (включая острова) расположена ближе к центру планеты, чем это предполагалось раньше. 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.
Земля немножко сплюснута у полюсов из-за вращения. Расстояние от центра до экватора 6378 км, а до
