Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Изменения наклона земной оси к орбите Земли. Влияние изменений наклона эклиптики на климатическую систему Земли

 

 

В заключение мы хотим кратко коснуться вопроса о том, осуществляла и осуществляет ли земная ось астрономические перемещения, т. е. колебания относительно системы неподвижных звезд.

 

О том, что такие колебания существуют в настоящее время, известно из астрономии. Очень давно известно прецессионное движение, в силу которого полюс за 26 000 лет огибает кривую вокруг полюса эклиптики, причем без изменения наклона земной оси к орбите Земли, т. е. среднего наклона к эклиптике. К этому добавляется небольшое нутационное колебание, которое в этом аспекте не принимается во внимание вследствие его малой величины.

 

Но, кроме того, подсчет отклонений в движении земной оси показывает, что ее наклон к эклиптике характеризуется также почти периодическими колебаниями в несколько градусов с периодом около 40 000 лет. Несмотря на малую величину, они имели в течение четвертичного периода, в совокупности с соответствующими изменениями долготы в перигелии и эксцентриситетом орбиты, решающее влияние на последовательную смену ледниковых и межледниковых периодов.

 

Мы можем предполагать, что эти колебания кривой эклиптики продолжались на протяжении всей истории Земли и при этом оказывали такое же влияние на климат, как в четвертичный период. Если, например, недавно в пермокарбоновом оледенении нашли следы повторно сменяющихся наступаний и отступаний ледника, а дальнейшие исследования, возможно, увеличат количество этих следов, то весьма вероятно, что в их возникновении это периодическое колебание наклона эклиптики имело, по-видимому, такое же решающее значение, как при соответствующих колебаниях в четвертичный период. Было высказано также предположение, что и периодические изменения в седиментационном процессе связаны с колебанием наклона эклиптики.

 

Однако на вопрос, произошли ли в ходе истории Земли существенные изменения среднего значения, на которое эклиптика периодически отклонялась в ту или иную сторону, астрономические вычисления не дают нам ответа по двум причинам. Во-первых, при таких вычислениях отклонений в движении Земли должны учитываться массы всех планет Солнечной системы, известные лишь с ограниченной точностью. Поэтому распространение расчета на геологические периоды (за исключением самого позднего — четвертичного) является иллюзорным. Во-вторых, Земля не является жестким твердым телом, как это принимается при указанных вычислениях; в ней осуществляются внутренние течения, она подвержена перемещениям континентов и всей коры и, вероятно, также смещению оси вращения внутри нее. Все это должно оказывать большое влияние на результаты вычислений, но математический расчет влияния этих фактов пока невозможен. Таким образом, с этой стороны мы не можем получить дальнейших сведений.

 

Я хотел бы, однако, обратить внимание на особенность геологических климатов, которая представляет в этой связи большой интерес. После того как в тогдашней Южно-полярной области, расположенной в Гондване в перми и карбоне происходило нечто в некоторой степени сходное с современными процессами образования материковых ледников, во все последующие периоды — триасовый, юрский и меловой, вплоть до раннетретичной эпохи, нигде на Земле мы не находим достоверных следов материкового оледенения.

 

Между тем большую часть времени по крайней мере один из полюсов располагался на суше или поблизости от нее иг следовательно, вряд ли отсутствовала возможность образования материкового льда. Одновременно мы встречаем поразительно глубокое проникновение растительного и животного миров в сторону полюсов. Новые массы материкового льда образовались на Северном полюсе только в течение третичного периода и наибольшего распространения достигли в четвертичном периоде. Эти колебания в распространении полярного климата можно хорошо объяснить, предположив, что среднее значение, на которое отклоняется в ту или иную сторону эклиптика за 40 000-летний период, подвергалось в ходе истории Земли значительным изменениям, а именно: в периоды материкового оледенения наклон эклиптики был меньше, а в те периоды, когда ледников не было и происходило значительное распространение организмов в сторону полюсов, — больше.

 

Нетрудно выяснить влияние таких изменений наклона эклиптики на климатическую систему Земли. Для этого нужно только представить себе, что годовое колебание температуры в значительной степени обусловлено наклоном оси вращения Земли по отношению к эклиптике. Если бы наклон эклиптики (по отношению к экваториальной плоскости) был бы равен нулю, т. е. земная ось была бы ориентирована перпендикулярно к плоскости орбиты Земли, то при незначительности эксцентриситета орбиты не было бы вообще годового колебания температуры и повсюду на Земле на протяжении всего года господствовала бы температура, постоянная во времени, как это имеет место в настоящее время только в тропиках. В полярной области тогда на протяжении всего года стояла бы свойственная ей очень низкая средняя температура: зима, правда, была бы теплее, чем теперь, но температура оставалась бы постоянно ниже точки замерзания. Лето не отличалось бы от зимы. Растительность тогда бы здесь отсутствовала, так как в течение всего года не было бы периода вегетации. Следовательно, растительный мир был бы оттеснен далеко от полюса, а за ним должны были бы последовать и наземные животные. Все осадки выпадали бы круглый год в виде снега и никогда бы не таяли, потому что при отсутствии летнего тепла не было бы и периода таяния. Следовательно, снег скапливался 'бы в полярных областях, которые нацело покрылись бы материковым льдом.

 

С другой стороны, если бы наклон эклиптики был больше, чем теперь, то резко возросли бы годовые колебания температуры в полярных областях. Лето было бы там намного теплее, что позволило бы растениям, а с ними и наземному животному миру заселить всю область, вплоть до полюса; если бы средняя температура самого теплого месяца превышала + 10°С, там могли бы расти даже высокоствольные деревья, ибо некоторые формы, как это видно в Сибири, могут переносить суровые зимние холода. Осадки выпадали бы летом в виде дождя, а выпадающие в виде снега зимние осадки без труда бы таяли, поэтому при такой низкой средней годовой температуре, как и в Сибири, здесь не мог бы образоваться материковый лед.

 

При этом средняя годовая температура в полярных областях повысилась бы лишь в небольшой степени, так как более сильное излучение летом не может полностью компенсироваться достаточно сильными излу- чательными потерями тепла зимой. Дело в том, что если в течение года Солнце только один раз опускается и стоит ниже горизонта, то для баланса излучения безралично, насколько низко под горизонтом оно стоит. Таким образом, по индикаторам климата среди растительного и животного мира материков тех времен можно сделать заключение об уменьшении с течением времени различий в климате между полюсом и экватором.

 

Перечисленные палеоклиматические свидетельства подобных колебаний полярного климата в ходе истории Земли требуют безусловно дальнейшего исследования

 

Нужно также учесть, что для таких колебаний могут быть найдены и другие причины. Однако пока мне представляется достаточно вероятным, что они реальны и что их лучше всего можно объяснить изменением наклона эклиптики. По-видимому, они указывают нам, что наряду с известными астрономическими изменениями в ориентации оси Земли происходили и другие, которые не поддаются астрономическому вычислению.

 

 

 

К содержанию книги: О теории дрейфа континентов

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН   ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ