60

плавными изогнутыми струями, которые втекают в хромосферу или вытекают из нее, поднимаясь на десятки и сотни тысяч километров. Это самые грандиозные образования солнечной атмосферы – протуберанцы. При наблюдении в красной спектральной линии, излучаемой атомами водорода, они кажется на фоне солнечного диска темными, длинными и изогнутыми волокнами.

Протуберанцы имеют примерно ту же плотность и температуру, что и хромосфера. Но они находятся над ней и окружены более высокими, сильно разреженными верхними слоями солнечной атмосферы. Протуберанцы не падают в хромосферу потому, что их вещество поддерживается магнитными полями активных областей Солнца.

Пятна, факелы, протуберанцы, хромосферные вспышки – это все проявления солнечной активности. С повышением активности во время магнитных инверсий число этих образований на Солнце становится больше.

Корона

В отличие от фотосферы и хромосферы самая внешняя часть атмосферы Солнца – корона – обладает огромной протяженностью: она простирается на миллионы километров, что соответствует нескольким солнечным радиусам, а ее слабое продолжение уходит еще дальше.

Плотность вещества в солнечной короне убывает с высотой значительно медленнее, чем плотность воздуха в земной атмосфере. Уменьшение плотности воздуха при подъеме вверх определяются электромагнитным полем Солнца.

4.2.Цикличность солнечной активности

По данным известного российского астронома П.П. Паренаго, галактический год длится 212 млн. лет, однако геологов больше интересует другой период – 176 миллионов лет. Дело в том, что орбита Солнца

(эллиптическая, с перигалактием – моментом наибольшего сближения Солнца с центром Галактики и апогалактием – моментом максимального удаления) оказалась весьма непростой. Сама плоскость этой орбиты как бы вращается навстречу движению Солнца. Из-за этого, покинув перигалактий, Солнце придет в него снова не через полный галактический год, а раньше – через 176 млн. лет.

Итак, раз в 176 миллионов лет Солнце вместе со всей своей планетной семьей приближается к центру Галактики, проходит через пространство, более насыщенное звездами, межзвездной материей, магнитными полями, космическими лучами. Таким образом, Солнце подвергается волновым импульсам воздействия галактической плазмы, исходящей из галактического ядра, и вращающихся газово-пылевых облаков межзвездной материи. Это регулирует солнечную активность, и, соответственно, проявляется в виде геомагнитных возмущений, в геофизических, гидродинамических и биофизических процессах атмосферы над северным и южным полушариями и изменениях климата в целом.

Очередное максимальное (хотя и не такое уж близкое) сближение Солнца с центром Галактики наступит через 12 млн. лет (рис. 12). Это значит, что

61

через 12 млн. лет Солнце окажется под более сильными пульсирующими потоками галактической плазмы. К такому состоянию оно будет идти постепенно в течение 10 млн. лет.

Солнце, погружаясь в моменты перигалактиев в самую гущу нашей звездной системы, попадёт в гораздо более мощные поля электромагнитных сил и сил тяготения, чем те, которые воздействовали на него в дальних частях орбиты.

Близость Солнца к галактическому ядру усилит приливные воздействия непосредственно на планеты. Сейчас Земля обращена к центру южным своим полушарием. И именно в южном полушарии Земли находится самый высокий ее материк – Антарктида. Через четверть галактического года центр Галактики будет над экватором Земли. Его приливная сила будет то складываться с приливными силами Луны или Солнца, то вычитаться из них. Пройдет еще один галактический сезон – и центр Галактики окажется над северным полушарием Земли.

Фигура Земли вынуждена будет подстраиваться к изменяющимся условиям каждую четверть галактического года, то есть каждые 40-50 млн. лет. Именно с этими циклами связаны отдельные фазы большого горообразовательного процесса и изменения климата Земли.

Плоскость орбиты Солнца не совпадает с плоскостью Галактики. Значит, только дважды в галактический год Солнце попадает точно на эту плоскость. Это очень важно, ибо Галактика – очень плоское образование, вроде блина, и, чуть-чуть удаляясь от этой плоскости Солнце, довольно резко меняет среду обитания, звездная плотность колеблется, поэтому в ритмах влияния Галактики на земные процессы следует учитывать и периоды, равные половине галактического года (80-100 млн. лет).

Главная часть космических лучей приходит к нам из галактического ядра (созвездие «Стрелец»). Некоторые частицы, самые энергичные, – метагалактического происхождения. В максимумы солнечной активности Солнце после мощных хромосферных вспышек наводняет всю планетную систему своими собственными, малоэнергичными, но изобильными космическими лучами. Околосолнечный космос становится опасно радиоактивным для космонавтов. Поэтому вспышки

– это серьезная угроза межпланетному сообщению.

Но все ли вспышки одинаково опасны? Если бы это было так, то в годы максимума одиннадцатилетнего ритма

62

солнечной деятельности космос был бы просто закрыт для всяких полетов. Годы тщательных наблюдений на десятках космостанций планеты показали, что особо опасные потоки солнечных космических лучей приходят в окрестности нашей планеты только в одном случае, если вспышка произошла в западной части солнечного диска.

Силовая линия Солнце – Земля всегда начинается на западном краю светила и подходит к планете, изогнувшись в пространстве плавной дугой.

И сейчас, зная все это, ученые безошибочно могут предсказать, насколько опасна та или иная вспышка для космонавта. Большое значение имеет 18-часовая вариация потока космических лучей. Стройная картина магнитной солнечной короны со спиралями силовых линий соответствует реальному околосолнечному пространству (рис. 13).

Выделено 4 сектора с различным направлением ММП, показанным стрелками.

Маленькой стрелкой показано направление вращения Солнца.

Рис. 13. Секторная структура межпланетного магнитного поля

(ММП).

Рис. 14. Модель межпланетного магнитного поля внутри земной орбиты. Из-за вращения Солнца с востока на запад силовые линии поля" несколько изогнуты и вблизи Земли расположены под углом около 50° к линии Солнце-Земля

(Л.И. Мирошниченко).

63

Солнечный ветер – поток заряженных частиц от Солнца вместе с «пузырьками» – дефектами, нарушениями регулярного, однородного магнитного поля дует то ровно, то порывами от Солнца в период появления солнечных вспышек, стремясь при этом двигаться не по спирали, а напрямик, по радиусу.

Солнечный ветер выдувает галактические космические лучи, оттесняя их на задворки планетной системы тем дальше, чем он сильнее. Но вот его напор ослабевает, и упругая граница между ослабевшим солнечным ветром и напирающим галактическим фоном космического излучения начинает возвращаться к Солнцу. Возникает сравнительно медленный поток космических лучей. Он, медлительный и неуверенный, уже обязательно течет вдоль магнитных силовых линий солнечного магнита.

Поскольку магнитные силовые линии имеют спиральный вид, галактические космические лучи идут к Солнцу не прямо, а под углом. Аналогично потоки солнечного излучения идут от солнца к Земле (рис. 14). Эти потоки в результате вспышечной ударной волны можно разложить на две составляющие. Одну составляющую, направленную к Солнцу, почти полностью уравновешивает ослабевший, но все же дующий навстречу солнечный ветер. А вторая составляющая, направленная по окружности с запада на восток, вслед за вращением Земли, образует суточный ритм космических лучей.

Космические лучи, представляющие собой потоки электрически заряженных высокоэнергичных частиц, разгоняются до скоростей, близких к скорости света, и приобретают огромную энергию в гравитационных и магнитных волнах. Вращаясь вокруг галактического ядра, звезды оказываются то в положительном, то в отрицательном знаке межзвездного магнитного поля Галактики. Это приводит к инверсии магнитных полей звезд и формирует в них ритмическую цикличность в излучении.

Солнечная активность оценивается по периодичному появлению локальных вспышек (пятен) на поверхности Солнца. Максимальное их количество появляется в среднем через каждые 11, 22, 44, 88 лет. Солнце, вращаясь вокруг галактического ядра, периодически оказывается то в положительном, то в отрицательном знаке межзвездного магнитного поля. При пересечении границ секторов магнитного поля Галактики на Солнце происходит смена знаков магнитного поля на обратные значения. Это начинается с появлением пятен одновременно в обеих частях полушария с обратным знаком по отношению к магнитному полю (рис. 15).

Пятна появляются на широтах 40-300. Постепенно количество их растет, с ними увеличивается солнечная активность. Пятна медленно приближаются к экватору, но никогда до него не доходят и не сливаются. Как только они достигают 10-5 в обоих частях полушариев происходит инверсия магнитного поля Солнца (смена знаков у полюсов на обратные значения), пятна слабеют, вспышки становятся реже и постепенно исчезают. Наступает минимум солнечной активности. Через некоторое время на широте 40-300 снова появляются пятна следующего 11-летнего цикла, которые проходят тот же путь. Пятна, появляющиеся на Солнце, имеют парные образования, своего рода магнитные сплетения, скрытые в теле звезды.

64

а)

Рис. 15. Магнитная инверсия Солнца ().

а) – пересечение Солнечной системой магнитных секторов Галактики; б) – появление пятен; в) – исчезновение пятен на Солнце.

Самый короткий ритм солнечной активности на Земле – 27-дневный (период обращения Солнца вокруг собственной оси).

Плоскости земной орбиты и солнечного экватора не совпадают. Иначе говоря, Земля не находится все время над экватором Солнца, а переходит в небе нашей звезды то на 7 градусов в южное её полушарие, то на столько же в северное. Над солнечным экватором Земля повисает только в июне и декабре. Но экватор Солнца всегда чист от солнечных пятен, от хромосферных вспышек. И значит, Земля в это время находится в условиях более спокойной «солнечной погоды», чем, скажем, в марте и сентябре, когда она пролетает над более активными широтами Солнца.

В течение года Земля дважды, в дни равноденствий, попадает в более бурные области неба Солнца и дважды, во время солнцестояний, в более спокойные. Это не может не отразиться на климатических и геофизических

65

процессах Земли. И действительно, многие исследователи обнаружили годовой и полугодовой циклы в ходе геомагнитных возмущений, атмосферной циркуляции и других геофизических процессах, причем таких, которые трудно было бы объяснить просто сменой времен года.

Зеркалом геомагнитных возмущений в полярных широтах являются «полярные сияния». Вертикальные лучи полярного сияния – это силовые линии магнитного поля Земли, ставшие видимыми благодаря заряженным частицам, спустившимся по этим линиям из космоса и заставившим светиться атомы ионосферы. Они то усиливаются, то ослабевают в зависимости от солнечной активности и интенсивности хромосферных вспышек. Форма полярных сияний изменяется под влиянием «берегового эффекта».

Геомагнитные возмущения в полярных широтах отмечаются при пересечениях с Землей границ межпланетного магнитного поля (рис. 15).

Солнце по-разному облучает Землю, поворачиваясь к ней то одним, то другим боком, выходит, что есть на нашем светиле меридианы более активные и менее активные. И это не удивительно. Солнечные пятна, а значит, и связанные с ними зоны частых вспышек расположены кучно, группами. И появляясь из-за края солнечного диска, такая группа начинает усиленный обстрел Земли сгустками выброшенных из недр Солнца корпускул.

Солнце обращается вокруг своей оси с близким периодом – 27 дней и воздействует на Землю своими активными меридианами. Очень давно люди заметили, что месяцы, выделенные ими по фазам Луны (лунный месяц равен 29,5 дня), имеют тесную связь с характером погоды.

Профессору Л.А. Вительсу удалось проследить за несколькими активными, долго прожившими образованиями на Солнце, появление которых из-за края вращающегося Солнца вызывало мощные потрясения в земной атмосфере. В течение нескольких оборотов Солнца на нем держалась монолитная группа пятен. И каждый раз появление этой группы вызывало на Земле взрыв климатических происшествий. В мае с ними были связаны невиданно резкие похолодания и потепления в Западной Европе. В те же дни над Америкой бушевал жестокий ураган. И из месяца в месяц, преодолевая инерцию земной атмосферы, солнечные пятна регулярно вызывали образование мощных циклонов, ливней, бурь.

Интересное исследование провел американский астроном П. Джозе. Путем сложных вычислений он определил центр тяжести Солнечной системы в целом. Оказалось, что он не совпадает с центром Солнца и что само Солнце обращается вокруг этого общего центра тяжести с периодом в 178,77 земного года! После этого он обратился к таблицам чисел Вольфа (характеризующих количество пятен на Солнце). Эти таблицы астрономы ведут с 1610 года. Вычисления, сделанные на основании этих таблиц, дали новый большой период солнечной активности продолжительностью 178,55 года! Интересно, что близкий период солнечной деятельности раньше нашел советский ученый П.П. Предтеченский, а еще раньше, в начале века географ – Э.А. Брикнер, изучая морены альпийских ледников.

К настоящему времени в солнечной активности выделены следующие циклы: 6,9-11,1-16,1-34,2-58,4-88… и многолетних климатических колебаний:

66

80 - 5 400 лет. Магнитные инверсии и интенсивность пятнообразования соответственно влияли на геомагнитное поле, положение земной оси, эксцентриситета и прецессии Земли.

На рис. 16 приводится кривая цюрихских среднегодичных чисел солнечных пятен за период 1755 – 1969 гг.

Рис. 16. Кривая изменения цюрихских среднегодичных чисел Вольфа за

1755-1969 гг.

На рисунке видна цикличность солнечной активности, которая имела место за рассматриваемый период.

Межпланетная секторная структура существует даже во время самого спокойного периода 11-летнего цикла солнечной активности. Такие характерные параметры, как скорость, концентрация и напряженность межпланетного магнитного поля, систематически изменяются внутри каждой секторной структуры. Эти параметры достигают своих максимальных значений вблизи ведущей границы сектора. Сектора между собой различаются полярностью и направлением солнечного ветра. При пересечении с Землей границ межпланетной секторной структуры во время вращения вокруг Солнца в полярных широтах возникают геомагнитные бури, которые вызывают нарушение радиосвязи и биоритмов у животных и человека.

Геомагнитные бури стимулируют геофизические процессы и провоцируют аномальные их проявления. Как стимулятором они могут быть при возникновении областей повышенного и пониженного атмосферного давления (циклонов и антициклонов) и их перемещений, а провакаторами – в появлении аномальных погодных условий, а также землятресений в районах повышенной сейсмичности и вулканической деятельности.

67

Тестовые задания к главе 4

1.Вращение Солнца вокруг своей оси (в экваториальной области) составляет:

1)27 земных суток;

2)25 земных суток;

3)30 земных суток.

2.Известно, что перигалактий - момент наибольшего сближение Солнца с центром Галактики, а апогалактий – момент максимального удаления.

Через сколько лет солнечная система, покинув перигалактий, придет в него снова, приблизившись к центру Галактики.

1)176 млн. лет;

2)212 млн. лет;

3)220 млн лет.

3)В настоящее время Солнце движется к перигалактию со скоростью 247 км./сек. Через какое время Солнце окажется в перигалактии.

1)10 млн. лет;

2)12 млн. лет;

3)20 млн. лет.

68

Глава 5

РИТМО - ЦИКЛИЧНОСТЬ ЗЕМЛИ КАК ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Раскрыватся научная теория возникновения Земли, как планеты солнечной системы, рассматриваются ритмы вращения Земли и влияние ритмо-циклических факторов космической среды на природные процессы Земли. Приводится ритмо-цикличность в развитии морфогенеза и усленосных формаций.

5.1.Эволюция Земли

Возникновение планет из газово-пылевого облака длилось очень долго. О.Ю. Шмидт впервые в истории науки смог подсчитать, исходя из своей гипотезы образований Земли, что с тех пор, как Земля собиралась из мелких частиц, прошло около 6-7 млрд. лет. Это приблизительно согласуется с тем, что мы знаем о возрасте земной коры, т.е. тех её поверхностных слоев, которые существуют как нечто твердое, уже не перемешивающееся с другим веществом, приходящим изнутри Земли или из межпланетного пространства.

Есть замечательные химические вещества (элементы) – уран, радий и др.,

– которые обладают свойствами сами по себе распадаться на части и постепенно превращаться в другие вещества и, в конце концов, в свинец. При этих удивительных превращениях выделяется газ гелий и вместе с тем выделяется тепло.

Скорость распада урана и радия известна и строго постоянна. Чем дольше продолжается распад урана – одного из самых тяжелых химически простейших веществ, содержащихся в данном камне, – тем меньше его там остается, но тем больше накапливается в составе камня свинца и гелия. По тому, сколько урана осталось еще в горной породе и сколько в ней уже накопилось гелия и свинца, можно установить, сколько же времени продолжается распад урана. Это и будет определять абсолютный возраст горной породы, содержащей уран.

Так установили, что самые древние каменные пласты земной коры образовались около 2-3 млрд. лет назад. Этот вывод согласуется с определением возраста нашей планеты О.Ю. Шмидтом. До сих пор теоретически никто не мог рассчитать, сколько тысяч или миллиардов лет должна была формироваться Земля, знали лишь, сколько лет примерно существует ее кора.

Ранее многие считали, что Земля некогда была огненно-жидкой, а еще раньше – газообразной. Ссылались на извержение раскаленной лавы из кратеров действующих вулканов. После остывания лава каменеет. Многие думали, что Земля остывает, сохраняя еще запас тепла в своих глубоких недрах. Согласно гипотезе О.Ю. Шмидта, Земля никогда не была огненножидкой. При столкновении частиц, когда из них складывалась Земля, выделялось тепло. Но еще больше его выделялось при распаде урана и радия,

69

входивших в состав пыли. С уплотнением земной коры тепло, выделявшееся в недрах, не успевало рассеяться в пространство.

Решающую роль в термическом режиме Земли сыграла теплота от радиоактивного распада урана, актиноурана, тория и калия. Одним из первых тепловую историю Земли, с учетом уменьшения радиоактивных веществ, вслествие распада, начал исследовать А.П. Соколов в 1922 году, а в 1937 – А.Н. Тихонов.

Возникновение и развитие Земли происходило под влиянием экзогенных (внешних) воздействий электромагнитных сил, сил тяготения, а также эндогенных (внутренних радиоактивных сил) планеты.

Расчет показал, что Земля при взаимодействии этих сил могла нагреться внутри примерно до 1500-3000 °С. При такой температуре каменные породы становятся уже вязкими, напоминающими теплый воск. В вязкой среде происходило и, видимо, сейчас еще происходит перемещение вещества Земли. Тяжелые вещества, например железо, опускаются вниз, а легкие поднимаются наверх. При резких перемещениях платформенных плит происходят землетрясения.

Поверхность Земли охладилась ранее остальных её частей. Так образовалась холодная твердая кора Земли. Местами под ней скопилось особенно много урана и радия, там каменные породы находятся в совершенно расплавленном состоянии. Из таких бассейнов при повышении давления и происходит выдавливание (извержение) наружу раскаленной лавы.

Из приведенного обзора эволюции Солнца и Земли, как планеты солнечной системы, можно сделать следующие выводы:

1.Солнце и планеты солнечной системы образовались из холодного газово-пылевого облака в едином процессе.

2.Процесс образования Солнца и планет из мелких частиц длился около 6-7 млрд. лет.

3.В процессе уплотнения Солнце разогрелось до 1,5 х 10 7 К, что послужило основой для возникновения термоядерных реакций, а Земля – до 1500 – 3000 К за счет сталкивания частиц и распада урана и радия, входивших в состав пыли.

4.Земля никогда не была полностью расплавленным космическим телом. Плавлению подвергались более легкоплавкие элементы, а тугоплавкие элементы становились вязкими. Тяжелые вещества, например железо, опускались вниз к ядру, а легкие поднимались кверху, к поверхности планеты. Эти процессы формировали слоистую структуру Земли. На слоистую структуру большое влияние оказывали волновые ритмо-циклические процессы галактической среды, которые в литосфере вызывали: погружение – осадконакопление – складчатость –поднятие – выравнивание – денудация.

Мысль о происхождении Земли из холодной материи и ранее высказывали прогрессивные ученые – Ф.А. Бредихин (еще в прошлом веке), В. И. Вернадский и др. Теперь эта идея приобретает все большее значение при разрешении различных вопросов геологии, в том числе и при поисках полезных ископаемых.

Так наука о происхождении небесных светил опровергает религиозные вымыслы о сотворении мира и выясняет историю нашей планеты.