несколько раз меньше, чем западных ветров. Это обстоятельство и приводит в определенные моменты к изменению скорости вращения планеты.
Больше того, влияние атмосферы на вращение Земли можно оценить не только в результате подсчетов момента импульса атмосферы, но и путем вычисления моментов сил, действующих на Землю со стороны атмосферы. К ним относятся, как известно, моменты сил трения ветра о подстилающую поверхность и момент сил давления на горные хребты, которые подобно «парусам» стоят на пути ветров. Зная суммарный момент сил, легко вычислить ускорения вращения планеты, по которым в свою очередь нетрудно рассчитать неравномерность вращения Земли.
Современные нерегулярные увеличения скорости вращения Земли связывают также с приближением и «присоединением» в далеком прошлом к нашей планете гипотетического второго спутника, который получил в честь древнеславянского божества имя Перуна. Рассматриваемая гипотеза объясняет их тем, что отдельные скопления плотных обломков Перуна после землетрясений приходят в движение и перемещаются к центру планеты со всеми вытекающими из этого последствиями.
Вполне понятно, что, когда наша планета затормаживает или ускоряет свое вращение, грозные силы инерции вызывают в земной коре упругие деформации (механические напряжения) или, другими словами, являются инициаторами возникновения перемещений. Эти перемещения, как считают геологи, определяют основные причины вздымания гор и создания низин, возникновения значительных землетрясений и активной вулканической деятельности. Кстати, не только землетрясения, но и уровень Мирового океана, приливы и отливы, система теплых и холодных течений, устремляющихся то к полюсам, то к экватору, а следовательно погода и климат тоже зависят от неравномерности вращения нашей планеты.
Давно известно, например, что в Норвежском и Гренландском морях течение Гольфстрим ведет себя как качающийся маятник. Сначала оно отходит к востоку, к берегам Норвегии, потом к западу, к берегам Гренландии. Это связано с неравномерным вращением нашей планеты. Так, если Земля вращается быстрее, льды подступают к берегам Исландии и Гренландии, а при снижении же скорости вращения планеты ледовитость этих районов существенно уменьшается.
Таким образом, период вращения Земли вокруг своей оси апериодически изменяется от различных причин. Уменьшение или увеличение скорости вращения нашей планеты, как оказывается, обусловлены и тесно взаимосвязаны с рядом некоторых глобальных явлений, к которым можно отнести, в частности, следующие: взаимодействие и эволюция системы небесных тел «Солнце-Земля-Луна»; смещение ядра Земли и явления конвенции в нем; конвективные перемещения вещества в земной мантии; сезонные перемещения водных и воздушных масс (например, явление Эль-Ниньо в Тихом океане, то есть периодическое мощное потепление и изменение направления воздушных и морских течений в районе Южной Америки) и связанные с ними изменения центра масс и моментов инерции Земли; и, наконец, интенсивный вулканизм и мощные разрушительные землетрясения.
Большое значение в данном случае, как было установлено, играют и изменения величины магнитного поля Земли. Ведь Земля — гигантский магнит. Причем вращающийся магнит! Английский ученый К. Ранкорн считает, что изменения земного магнитного поля индуцируют электрические токи в мантии. Хотя мантия — довольно слабый проводник, но сила таких токов достаточна, чтобы вызвать вращающийся момент, способный ускорить или замедлить движение мантии, а тем самым и планеты в целом. Ученые установили, что кривые изменения скорости вращения нашей планеты по времени и соответствующие кривые изменения ее магнитного поля совпадают.
Здесь, правда, нет ясности — где причина, а где следствие. Вполне возможно, что и величина «моментного» поля, и скорости вращения Земли суть следствие какой-то одной причины. А какой именно — это уже совсем другой вопрос. Здесь также нет однозначности, но имеются различные гипотезы.
Достаточно хорошо, например, известно такое направление современной науки о Земле, как палеомагнетизм. Оно основано на том, что ферромагнетики, то есть крошечные частицы магнитных минералов в горных породах, способны частично сохранять приобретенную намагниченность после прекращения действия магнитного поля. Намагниченность ферромагнетиков зависит от величины намагничивающего поля и от внешних условий, среди которых наиболее существенным фактором является температура. Так, породы, излившиеся на поверхность Земли при температуре более 800 'С и остывшие в геомагнитном поле до обычных (атмосферных) температур, приобретают термоостаточную намагниченность, которую не разрушают действующие в последующем магнитные поля.
Таким образом, по остаточной намагниченности природных ферромагнетиков можно судить об истории магнитного поля Земли в прошлом. И судить не только о его величине, но и о направленности магнитных силовых линий, то есть о месторасположении магнитных полюсов Земли.
Да, именно о местах нахождения магнитных полюсов! Дело здесь в том, что палеомагнитологи столкнулись с фактом, который сначала казался многим из них невероятным. Действительно, может ли быть, чтобы магнитная ось Земли периодически «переворачивалась», и там, где недавно находился Северный полюс, появлялся Южный, и наоборот? И так сотни, а может быть, и тысячи раз за время существования нашей планеты. Такие повороты земного магнитного момента на 180° (его переполюсовки или инверсии) происходили через различные, совершенно случайные промежутки времени. За последние 76 миллионов лет такие переполюсовки происходили более 170 раз. Последний подобный случай был 730 тысяч лет назад.
Согласно гипотезе американских ученых Штеенбека и Хэлмиса, объясняющей механизм инверсий, Земля должна состоять из твердого круглого ядра, вращающегося внутри сферической оболочки. Слои вещества между ядром и оболочкой создают трение, одинаковое во всех направлениях. Подобное вращение недостаточно устойчиво, и систематические возмущения, отклоняющие ось ядра, накапливаются. В результате ядро периодически теряет устойчивость и быстро (в геологическом масштабе времени) переворачивается на 180°. После очередной инверсии восстанавливается осевое дипольное поле с измененной полярностью.
Имеются, конечно, и другие версии, объясняющие природу инверсий. По мнению некоторых ученых, «спусковым курком», вызывающим инверсию земных полюсов, может являться… падение на поверхность Земли крупного метеорита. В 1989 году американские ученые Р. Мюллер и Д. Моррис «выработали» механизм взаимосвязи между этими природными явлениями.
Столкновения нашей планеты с небесными телами, а также сопровождающие их с небольшим сдвигом по времени мощные вулканические извержения способны выбрасывать в атмосферу столько пылевых частиц, что солнечные лучи почти не достигают земной поверхности. Наступает похолодание: в полярных районах возникает и увеличивается площадь ледяных шапок, и центр масс нашей планеты смещается…
Известно, что чем большая часть массы вращающегося тела располагается около его оси вращения, тем быстрее само вращение. Так, например, фигуристы, решив ускорить свое вращение, всегда прижимают руки к туловищу. Нечто подобное происходит и с Землей, когда скопления превратившейся в лед воды сосредоточиваются у ее полюсов, где ось вращения «выходит» на поверхность.
Дальше происходит следующее… Жидкие части земных недр не прикреплены к твердой оболочке, поэтому ускорение вращения не может охватить все ядро одновременно. Другими словами, когда литосфера и мантия уже «разогнались», трение и электромагнитные силы начинают «тянуть» за собой внешние слои жидкого ядра Земли, но более глубокие его слои отстают от этих процессов.
Авторы данной версии считают, что именно такой «механизм» вызывает изменения магнитного поля Земли: вариации скорости вращения порождают хаотические движения в жидких слоях и тем самым ослабляют геомагнитное поле. Когда же в ядре воссоздается равномерное вращение с большой скоростью, магнитное поле снова увеличивается. Но поначалу его направленность является крайне неустойчивой, и Северный магнитный полюс может поменяться местами с Южным.
Р. Мюллер и Д. Моррис убеждены, что большинство инверсий магнитного поля Земли объясняется перечисленными выше причинами. Заметим, что такие обращения магнитных полей, вероятно, свойственны всем планетам Солнечной системы, у которых подобные поля имеются.
Рассмотрим такое обстоятельство… Поданным, полученным космическим аппаратом «Вояджер- 2», американские ученые сделали вывод о том, что магнитное поле Урана в настоящее время находится в стадии полной перестройки, которая должна завершиться перемещением Южного полюса этой планеты на
