 | Воздействие космических факторов на Солнечную систему и ее планеты |
|
C http://elibrary.fegi.ru/elibrary/doc_view/4--------?tmpl=component&format=raw
Голубева, Эмма Дмитриевна, ДВГИ ДВО РАН
Ряд учёных в области наук о Земле показали, что эволюция геологических, геофизических, климатических и космических явлений подчинена единому ритму, определяющему цикличность эволюции Земли в целом [Хаин, Ясаманов, 1993; Третьяк, 1996]. Воздействие космических факторов на Солнечную систему и ее планеты происходит с периодичностью, близкой Галактическому году- периоду обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики [Паренаго, 1946; Тамразян, 1954].
В целом состоящая из рассеянных в пространстве около 100 млрд звезд и их скоплений Галактика имеет наибольшую их плотность в центральной части, перпендикулярной оси своего вращения так называемой "Галактической плоскости". В центральной её части занимающей ограниченный объём и имеющей линзообразную форму, сконцентрирована основная масса большинства звезд.
Находясь внутри пространства Галактической плоскости Солнечная система движется по сложной спиралевидной эллиптической орбите со скоростью 250 км/сек, совершая при этом в течение Галактического года (ГО полный оборот вокруг центра Галактики. По разным авторам продолжительность Галактического года (ГГ) варьирует от ~215млн. лет [Заколдаев, 1990; Третьяк, 1996] до ~250млн. лет[Баренбаум, Ясаманов, 1999].
Главное влияние на изменение характера геологических процессов на Земле по разным моделям оказывает соответственно или положение Солнечной системы на галактической орбите относительно центра Галактики [Третьяк, 1996] или прохождение её через струйные потоки [Баренбаум, Ясаманов, 1999]. При движении Земли в составе Солнечной системы по эллиптической орбите вокруг центра Галактики в зоне пересечения струйных потоков она подвергается действию гравитационных полей находящихся в них звёзд и комет. По данным астрономических обсерваторий близкая к эллиптической орбита движения Солнечной системы по модели А.Н. Третьяка [1996] состоит из периодов максимальных приближения (перигалактий—ЗОмлн лет), удаления (апогалакгий—85млн лет) Солнечной системы к галактическому центру и промежуточных между ними периодов(по ~50млн лет).
Начальные даты каждого ГГ (галактического года с XIX-го по XXI-й) приурочены соответственно к 650, 435 и 220-му млн лет назад.
Периодичность или цикличность эволюции тектоники и магматизма Земли в фанерозое отражается в чередовании максимальных и минимальных интенсивностей процессов их формирования в различные интервалы времени относительно общей последовательности тектонических этапов эволюции планеты. С геологических позиций выявляется взаимосвязь начала циклов каждого галактического года с усилением движения океанических литосферных плит, увеличением количества магматических излияний и максимумов частот обращения геомагнитного поля. По астрономическим данным в начальный период галактического года, соответствующего наибольшему приближению Солнечной системы к центру Галактики (перигалактию), планеты в её составе испытывают усиление влияния гравитационных полей, оказывающих тормозящее воздействие, которое приводит к замедлению движения по своей орбите Солнечной системы и всех её планет [Баренбаум, Ясаманов, 1999].
Скорость собственного вращения Земли в составе Солнечной системы при вхождении в перигалактий под воздействием электромагнитных полей галактического центра скорость вращения Земли должна постепенно увеличиваться. Это может быть объяснено необходимостью соблюдения закона сохранения момента количества движения любым космическим телом [Филатьев, 1998].
Другим следствием усиления притягивающего влияния скоплений звездного вещества галактического центра в этот период ГГ является деформация (сплющивание с полюсов и вытягивание по экватору) геоида Земли в направлении центра Галактики. Это, в свою очередь, обуславливает не только вариацию магнитного поля Земли (увеличивается частота его обращений), но и значительное возрастание сейсмичности и тектонической активности, усиление вулканизма и, по Е.Е.Милановскому [1995], поднятие уровня Мирового океана.
Частично влияние на планеты Солнечной системы оказывает и прохождение через струйные потоки: в перигалактии- Стрельца-Киля, и в апогалактии-Персея.
[Баренбаум, Ясаманов, 1995, 1999]. При этом по данным этих авторов скорости циклов прохождения Солнечной системы перигалактия (37 млн. лет) много ниже их скоростей в апогалактии (до 19 млн. лет), что свидетельствует о более существенном влиянии на Солнечную систему гравитационных полей галактического центра в сравнении с влиянием струйных потоков.
При выходе Солнечной системы из зоны приближения к центру Галактики (перигалактия) в промежуточную и в наиболее удалённую (апогалакгий) зоны постепенно слабеет и становится минимальным внешнее влияние на тектонические и магматические процессы на Земле и в океане. При этом восстанавливается форма Земли (геоид), что имеет эффект её сжатия, свидетельством которого является определяемое в эти периоды понижение уровня океана.
Pезультаты изучения информации о геопульсациях Земли- периодических изменениях объёма и площади земной поверхности, представлены многими авторами в качестве моделей [Косыгин, Маслов, 1986; Кропоткин и др., 1992; Хаин, 1994; Милановский, 1995].
Геопульсациями разного порядка описываются чередующиеся эпохи усиления тектонических деформаций горизонтального расширения коры (фаз активизации рифтинга и спрединга) и её сжатия (фаз складчатости).
Активизация базальтового магматизма и подъём уровня океана соответствуют фазам расширения земной коры, а понижение уровня океана и формирование субмеридианальных разломных зон- фазам сжатия Земли.
Сформировавшие в восточной части Тихого океана глобальные субширотные трансформные разломы, секущие срединный хребет океана, образовались, по всей видимости, в начале последнего Галактического года в условиях приближения Солнечной системы к центру Галактики, в результате деформации растягивания геоида Земли по экватору (эффект расширения).
Следствием постепенного возвращения геоида к равновесному состоянию является его сжатие, что, возможно, явилось причиной образования в океане субмеридианальных глубинных разломов и обусловило формирование приуроченных к ним хребтов (Лайн, Кука и др.).
Проявление геопульсаций Земли или ритмичности современных тектонических движений описаны с помощью методов волновой механики как "тектонические волны", которые характеризуются различными скоростями распространения от нескольких сантиметров до десятков километров в год.
Геопульсации, отражающие периодичность напряжений в земной коре возникают в результате проявления движущих сил разного порядка и периодичности. Это может быть влияние собственной ротации Земли или влияние на Землю планет Солнечной системы (Луны, Солнца и др.) а также изменения положения Солнечной системы в плоскости Галактики относительно её центра и других причин.
Исследование влияния ротации Земли на океаническую кору и астеносферу проведено на основании экспериментального изучения поведения частицы вязкого вещества за полный оборот вращающейся сферы (эксперимент Е.И.Шемякина), на основании которого доказано, что любая частица на сфере никогда не возвращается в первоначальное положение, а с увеличением числа оборотов сферы это смещение увеличивается. Величина этого смещения будет меняться с изменением скорости вращения сферы.
Эти запаздывания, так называемые твёрдые приливы Земли, вызывают пульсирующие, действующие в западном направлении накапливающиеся горизонтальные сдвиги (деформации) верхних слоёв литосферы и приводят к смещению верхних горизонтов коры относительно нижних [Косыгин, 1988].
Cчитая океаническую литосферу сплошной целостной системой, можно предполагать, что при постоянной скорости вращения Земли будет происходить значительно меньшее отставание движения литосферы в сравнении с более вязкой астеносферой. С ускорением вращения Земли связано увеличение движения верхнемантийной оболочки, обладающей в сравнении с литосферной в океане большей массой и пластичностью. Этим может быть предопределено опережающее движение масс астеносферы относительно более медленного движения литосферы, что на западе может приводить к "затеканию" астеносферных потоков под континент. Этот эффект может иметь место в перигалактии в период приближения Солнечной системы к центру Галактики.
Существующие в астеносфере сплошные оболочки пониженной вязкости, имеющие обусловленную ротацией Земли повышенную скорость движения, характеризуются увеличением мощности к западной части океана и могут накапливаться под континентом. При выходе Солнечной системы из перигалактия и замедлении скорости вращения Земли возможно происходит выход мантийных масс из-под континента и перемещение мантийных потоков на восток.
Каждая движущаяся на сфере частица массы согласно закону сохранения количества движения будет стремиться сохранить свой момент импульса (J=mrv=const), а при уменьшении линейной скорости (v) и неизменной массе (т) необходимо сохраняет величину импульса (J) лишь за счёт увеличения радиуса движения (г) [Филатьев, 1998]. Таким образом, любое смещение частицы будет стремиться приобрести больший радиус вращения, т.е. будет смещаться в направлении экватора. Максимальные линейные скорости потоков будут наблюдаться у экватора, а по направлению к полюсам скорости движения будут уменьшаться за счёт увеличения радиуса направленного движения литосферных блоков океана, что сопровождается изменением направления их движения и приближением его к субмеридианальному направлению.
По этой причине выходящие из-под континента потоки мантийного расплава могут отрывать и смещать краевые части континентов или их блоки, что и наблюдается сегодня при образовании окраинных морей зоны перехода от азиатского континента к Тихому океану.
Pазвитие в западной части Тихого океана огромных массивов верхнемеловых щелочных лав при значительно подчинённом количестве толеитов обогащенного типа свидетельствует, по-видимому, о приуроченности их формирования к этапам выхода из периода наибольшего приближения (перигалактия- ~200 млн. лет назад). Ротация Земли в это время при начинающемся торможении вращения Земли начинала постепенно снижаться, а интенсивное движение (западный дрейф) литосферы и накапливание астеносферных потоков под континентом постепенно сменялось их выходом из-под континента в виде "суперплюмов". Эти предположения отчасти подтверждаются существованием под микроплитными системами западной части океана больших объемов низкоскоростной мантии.
Кропоткин П.Н., Ефремов В.Н. Изменения радиуса Земли в геологическом . прошлом// Геотектоника. 1992. №4. С.3-14.
Милановский Е.Е. Пульсации Земли// Геотектоника. 1995. №5, с.3-24. v
Паренаго П.П. Курс звездной астрономии. М-Л.: Гостеорлитиздат. 1946. 439с.
Рингвуд А.Е. Происхождение Земли и Луны. М.: Недра. 1982. 383 с.
Третяк А.Н. Феномен Галактического года в эволюции Земли// Геофизический журнал. 1996. Т. 18, №6. 1996.
Уеда С. Новый взгляд на Землю. М.: Мир. 1980. 213с.
Филатьев В.П. Физико-астрономические обоснования ротационной тектоники Земли // Закономерности строения и эволюции Земли. Мат-лы IV международного междисциплинарного научного симпозиума. Хабаровск. 1998.С. 168-170.
Ясаманов Н.А. Галактический год и периодичность геологических событий // ДАН 1993. Т.328, №3. С.373-375.