Розширенню Землі прийшов кінець

Міжнародна група вчених нарешті змогла спростувати гіпотезу розширюється-сжимающейся Землі. Ця концепція ще з XIX століття розбурхувала уми різних вчених, які цікавляться процесами формування ландшафтів нашої планети. Однак тепер, схоже, її пора відправляти в архів на полицю під назвою "Теорії, що не витримали перевірки практикою".

Фото: AP

Але давайте спочатку поговоримо про те, яким чином ця гіпотеза взагалі з'явилася на світло. З початку дев'ятнадцятого століття геологів і ландшафтоведов цікавило одне просте запитання - чому поверхня нашої планети нерівна? Згідно з теоретичними розрахунками процесів, які відбувалися при формуванні землі (а тоді, як ми пам'ятаємо, вважалося, що спочатку вона була холодною, тобто сталася з газової хмари, температура якого була не набагато вища за таку навколишнього Космосу), ніяких "вм'ятин" і " пупиришків "на її поверхні утворюватися не могло (нагадаю також, що і про рух материків тоді ще теж не знали). Звідки ж узялися всі ці гори, западини, плоскогір'я, низини і жолоби?

До середини століття стали вважати, що насправді протопланетное хмара, з якого сформувалася Земля, спершу було гарячим. І не просто гарячим, а прямо-таки розпеченим. Відповідно до цієї гіпотези, французький вчений Е. де Бомон в 1852 році запропонував оригінальне пояснення причини нерівності земної поверхні. Він міркував так: протопланетное хмара, що представляє собою вогненна куля з розпеченого газу в якийсь момент почало охолоджуватися з поверхні, і, відповідно покриватися твердою кіркою. А оскільки обсяг будь-якого остигаючого тіла зменшується, то ця остигає кірка початку с'ежіваться і "сідати". В результаті на поверхні утворилися тріщини (низини і западини) і підняття між ними (гори).

Читайте також: Гравітаційне поле Землі - картоплина

Отже, на думку де Бомон, планета, остигаючи, один раз в своїй історії все-таки стиснулася. Однак критики відразу ж вказали на слабке місце даної концепції - вже тоді було відомо, що гірські хребти на Землі утворилися в різний час, іноді між їх "днями народження" проходили сотні мільйонів років. Але послідовників французького вченого це протиріччя анітрохи не збентежило - вони модифікували гіпотезу і заявили, що стиснення, а потім і розширення нашої планети відбувалися кілька разів на протязі її історії, і, швидше за все, будуть відбуватися в майбутньому. Так з'явилася та сама гіпотеза сжимающейся-розширюється Землі.

Фото: AP

Однак ще в тому ж XIX столітті фізики вказали на ще одне слабке місце даної концепції - згідно з їх розрахунками, при подібному стисненні-розширенні, якщо воно має теплову природу, загальна температура Землі повинна була змінюватися на кілька тисяч градусів, підвищуючись і знижуючи. Звичайно, коли на планеті життя ще не було, це нікому б не завадило, але ж багато гори утворилися всього якихось 50-30 мільйонів років тому, зовсім недавно, коли на Землі була вже добре розвинена біосфера. Такого температурного стрибка живі істоти явно не змогли б перенести, навіть стійкі до багатьох екстремальних температур архебактерии! Так що неув'язочка виходить ...

Втім шанувальників гіпотези стиснення-розширення це заперечення теж не змогло збити з пантелику - вони порахували, що подібний процес міг не запускається тепловим, а яким-небудь іншим механізмом, наприклад, мантийной конвекцією (докладніше про неї читайте в статті " Вулкани - рівень тривоги зростає "), Як, наприклад, це припускав ще в кінці XIX століття вітчизняний вчений І. О. Юрковський. Однак незабаром А. Вегенер запропонував свою теорію дрейфу континентів, названу пізніше гіпотезою глобальної тектоніки. Незважаючи на те, що довести її вдалося лише через 50 років після появи (коли був відкритий спрединг, тобто розростання морського дна завдяки підйому речовини з мантії), вона виявилася більш переконливою, і головне, логічною, ніж теорія стиснення-розширення. Однак прихильники останньої все одно не здавалися, хоча обгрунтувати хоча б один з механізмів, який це стиснення і розширення запускав б, так і не змогли. Також вони не зуміли запропонувати хоч якусь чітку періодизацію цих циклів, яка була б пов'язана з реальними даними про терміни появи нових гір (простіше кажучи, чітко визначити, скільки років кожен цикл повинен триває).

Фото: AP

Цікаво, що найбільш лютими супротивниками теорії стиснення-розширення завжди були фахівці з історичної геології та палеонтології, а зовсім навіть не геофізики і астрономи. Їх можна зрозуміти. Адже якщо припустити, що Земля час від часу то розширювалася, тог стискалася, тоді, виходить, змінювалися багато константи, наприклад, всім відома гравітаційна постійна або швидкість накопичення опадів. А це порушувало принцип актуалізму, згідно з яким при будь-яких реконструкціях подій минулого вчені виходять з того, що в минулі геологічні епохи мали діяти такі ж закони природи, що і нині. Тільки завдяки його непорушності і можливі хоч якісь реконструкції подій минулих років.

Однак тепер палеонтологи можуть спати спокійно - теорія розширюється-сжимающейся Землі спростована раз і назавжди. Зробили це вчені використовували дані, отримані в результаті використання декількох методів. По-перше, це дані супутникової лазерної телеметрії, що представляє собою глобальну мережу станцій спостереження, здатну з міліметровим дозволом визначити час, за яке ультракороткі імпульси світла проходять шлях від наземних станцій до супутників, обладнаних спеціальними відбивачами, "повертають" їх назад. По-друге, дослідникам допомогла интерферометрия з наддовгих базою, тобто астрономічна технологія, що припускає одночасне спостереження об'єкта декількома телескопами для імітації роботи одного великого телескопа.

Крім того, не зайвими виявилися відомості, зібрані за допомогою системи глобального позиціонування, тобто всім відомої GPS. Вона, нагадаю, є американську мережу супутників і наземних станцій, яка дає користувачам всього світу інформацію про точне місцезнаходження і часу. І, нарешті, були використані дані, отримані за допомогою допплерівської орбітографіі і інтегрованої радіолокаційної супутникової системи - французького проекту, спрямованого на визначення супутникових орбіт і їх позиціонування. Працює він у такий спосіб: земні маячки випромінюють радіосигнали, а супутники їх отримують. Рух останніх викликає зрушення частоти сигналу, за яким можна визначити їх точне місце розташування.

В результаті аналізу всіх цих даних було відстежено розташування декількох сотень "контрольних" точок земної поверхні протягом тривалого часу (понад десяти років). Після чого вчені порівняли отримані результати з даними вимірів гравітації Землі космічним апаратом GRACE і показниками моделей тиску на дні океану.

В результаті виявилося, що середня зміна радіуса Землі становить 0,1 міліметра в рік (це приблизно дорівнює товщині людської волосини). Такий показник не вважається статистично значимим, і їм можна сміливо знехтувати. Крім того, дана зміна оборотно (зміна відбувається як в сторону розширення, так і в бік стиснення, причому кілька разів на рік). Це суперечить розрахунками прихильників теорії розширення-звуження Землі, згідно з якими щороку радіус нашої планети повинен зміняться не менше, ніж на два сантиметри!

Читайте також: Хто розігріває земне ядро?

Виходить, що розмір нашої планети не змінюється, і отже, більшість фізичних констант в плині часу також залишаються незмінними. Тому палеонтологи і інші "реконструктори" можуть сміливо працювати далі, використовуючи принцип актуалізму, на який тепер вже ніхто не буде зазіхати. А прихильників теорії глобальної тектоніки порадує те, що єдина конкуруюча гіпотеза виявилася помилковою ...

Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка"