Расширению Земли пришел конец

Международная группа ученых наконец-то смогла опровергнуть гипотезу расширяющейся-сжимающейся Земли. Эта концепция еще с XIX столетия будоражила умы различных ученых, интересующихся процессами формирования ландшафтов нашей планеты. Однако теперь, похоже, ее пора отправлять в архив на полку под названием "Теории, не выдержавшие проверки практикой".

Фото: Фото: AP

Но давайте сначала поговорим о том, каким образом эта гипотеза вообще появилась на свет. С начала девятнадцатого века геологов и ландшафтоведов интересовал один простой вопрос - почему поверхность нашей планеты неровная? Согласно теоретическим расчетам процессов, которые происходили при формировании земли (а тогда, как мы помним, считалось, что изначально она была холодной, то есть произошла из газового облака, температура которого была не многим выше таковой окружающего Космоса), никаких "вмятин" и "пупырышков" на ее поверхности образовываться не могло (напомню также, что и о движении материков тогда еще тоже не знали). Откуда же взялись все эти горы, впадины, плоскогорья, низины и желоба?

К середине века стали считать, что на самом деле протопланетное облако, из которого сформировалась Земля, сперва было горячим. И не просто горячим, а прямо-таки раскаленным. Согласно этой гипотезы, французский ученый Э. де Бомон в 1852 году предложил оригинальное объяснение причины неровности земной поверхности. Он рассуждал так: протопланетное облако, представляющее собой огненный шар из раскаленного газа в какой-то момент начало остывать с поверхности, и, соответственно покрываться твердой коркой. А поскольку объем любого остывающего тела уменьшается, то эта остывающая корка начала съеживаться и "садиться". В результате на поверхности образовались трещины (низины и впадины) и поднятия между ними (горы).

Итак, по мнению де Бомона, планета, остывая, один раз в своей истории все-таки сжалась. Однако критики сразу же указали на слабое место данной концепции - уже тогда было известно, что горные хребты на Земле образовались в разное время, иногда между их "днями рождения" проходили сотни миллионов лет. Но последователей французского ученого это противоречие нисколько не смутило - они модифицировали гипотезу и заявили, что сжатие, а затем и расширение нашей планеты происходили несколько раз на протяжении ее истории, и, скорее всего, будут происходить в будущем. Так появилась та самая гипотеза сжимающейся-расширяющейся Земли.

Фото: AP

Однако еще в том же XIX веке физики указали на еще одно слабое место данной концепции - согласно их расчетам, при подобном сжатии-расширении, если оно имеет тепловую природу, общая температура Земли должна была изменяться на несколько тысяч градусов, повышаясь и понижаясь. Конечно, когда на планете жизни еще не было, это никому бы не помешало, но ведь многие горы образовались всего каких-то 50-30 миллионов лет тому назад, совсем недавно, когда на Земле была уже хорошо развитая биосфера. Такого температурного скачка живые существа явно не смогли бы перенести, даже устойчивые ко многим экстремальным температурам архебактерии! Так что неувязочка получается...

Впрочем поклонников гипотезы сжатия-расширения это возражение тоже не смогло сбить с толку - они посчитали, что подобный процесс мог запускаться не тепловым, а каким-нибудь другим механизмом, например, мантийной конвекцией (подробнее о ней читайте в статье "Вулканы - уровень тревоги растет"), как, например, это предполагал еще в конце XIX века отечественный ученый И. О. Юрковский. Однако вскоре А. Вегенер предложил свою теорию дрейфа континентов, названную позже гипотезой глобальной тектоники. Несмотря на то, что доказать ее удалось лишь через 50 лет после появления (когда был открыт спрединг, то есть разрастание морского дна благодаря подъему вещества из мантии), она оказалась более убедительной, и главное, логичной, чем теория сжатия-расширения. Однако приверженцы последней все равно не сдавались, хотя обосновать хотя бы один из механизмов,которыйэтосжатиеирасширение запускал бы, так и не смогли. Также они не сумели предложить хоть какую-нибудь четкую периодизацию этих циклов, которая была бы увязана с реальными данными о сроках появления новых гор (проще говоря, четко определить, сколько лет каждый цикл должен длится).

Фото: AP

Интересно, что наиболее яростными противниками теории сжатия-расширения всегда были специалисты по исторической геологии и палеонтологии, а вовсе даже не геофизики и астрономы. Их можно понять. Ведь если предположить, что Земля время от времени то расширялась, тог сжималась, тогда, получается, изменялись многие константы, например, всем известная гравитационная постоянная или скорость осадконакопления. А это нарушало принцип актуализма, согласно которому при любых реконструкциях событий прошлого ученые исходят из того, что в прошлые геологические эпохи должны были действовать такие же законы природы, что и ныне. Только благодаря его незыблемости и возможны хоть какие-то реконструкции событий прошедших лет.

Однако теперь палеонтологи могут спать спокойно - теория расширяющейся-сжимающейся Земли опровергнута раз и навсегда. Сделавшие это ученые использовали данные, полученные в результате использования нескольких методов. Во-первых, это данные спутниковой лазерной телеметрии, представляющей собой глобальную сеть станций наблюдения, способную с миллиметровым разрешением определить время, за которое ультракороткие импульсы света проходят путь от наземных станций до спутников, оборудованных специальными отражателями, "возвращающими" их обратно. Во вторых, исследователям помогла интерферометрия со сверхдлинной базой, то есть астрономическая технология, подразумевающая одновременное наблюдение объекта несколькими телескопами для имитации работы одного большого телескопа.

Кроме того, нелишними оказались сведения, собранные с помощью системы глобального позиционирования, то есть всем известной GPS. Она, напомню, представляет собой американскую сеть спутников и наземных станций, которая дает пользователям всего мира информацию о точном местонахождении и времени. И, наконец, были использованы данные, полученные с помощью доплеровской орбитографии и интегрированной радиолокационной спутниковой системы - французского проекта, направленного на определение спутниковых орбит и их позиционирование. Работает он следующим образом: земные маячки излучают радиосигналы, а спутники их получают. Движение последних вызывает сдвиг частоты сигнала, по которому можно определить их точное местоположение.

В результате анализа всех этих данных было отслежено местоположение нескольких сотен "контрольных" точек земной поверхности в течении длительного времени (свыше десяти лет). После чего ученые сравнили полученные результаты с данными измерений гравитации Земли космическим аппаратом GRACE и показателями моделей давления на дне океана.

В итоге оказалось, что среднее изменение радиуса Земли составляет 0,1 милиметра в год (это примерно равно толщине человеческого волоса). Такой показатель не считается статистически значимым, и им можно смело пренебречь. Кроме того, данное изменение обратимо (изменение происходит как в сторону расширения, так и в сторону сжатия, причем несколько раз в год). Это противоречит расчетам приверженцев теории расширения-сужения Земли, согласно которым каждый год радиус нашей планеты должен изменятся не менее, чем на два сантиметра!

Читайте также:Кто разогревает земное ядро?

Получается, что размер нашей планеты не меняется, и следовательно, большинство физических констант в течении времени также остаются неизменными. Поэтому палеонтологи и прочие "реконструкторы" могут смело работать дальше, используя принцип актуализма, на который теперь уже никто не будет покушаться. А сторонников теории глобальной тектоники порадует то, что единственная конкурирующая гипотеза оказалась ошибочной...

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"