Долгосрочное прогнозирование глобальных изменений
Глобальные изменения – главная особенность существования нашей планеты. Геологические процессы, климат, биосферные изменения характеризуются скачкообразными изменениями от одного устойчивого состояния к другому устойчивому состоянию, причем в это характерно для всех временных масштабов. Для каждого процесса причиной таких скачкообразных изменений являются разные влияющие факторы, однако силы, формирующие глобальные изменения одни и те же. Данное исследование посвящено освещению проблемы динамики глобальных изменений вод действием внешних и внутренних влияющих факторов.
Основные исследования и публикации. Впервые синхронизация ротационных процессов, глобальной сейсмичности, глобальной геодинамики, климата и других процессов рассмотрена в монографии [9]. В этой работе на основании изменений во внутренних сферах Земли, происходящих под влиянием внешнего гравитационного воздействия на нашу планету предложен термин «геодинамическая эпоха», включающий стабильные условия существования нашей планеты в промежутках между скачкообразными изменениями. Этот термин относится к глобальным изменениям внутри 18,6 летних циклов глобальных изменений Земли, обусловленных периодическими смещениями узлов орбиты Луны. Критерием смены геодинамических эпох приняты изменения линейной скорости и радиуса смещения проекции оси вращения Земли на её поверхность, рис.1.
Физический смысл этого процесса состоит в изменении инерционности запаздывания вращения твердой оболочки (литосферы) относительно вращения пластичных внутренних сфер Земли.
Рис. 1. Траектория запаздывания Земной коры при вращении Земли вокруг своей оси [9]
Причиной изменения такой инерционности может быть цикличное изменение температуры и следственно вязкости жидких внутренних подкоровых сфер.
Такие изменения безусловно связаны с изменением ротационных эффектов, изменениями фигуры Земли (формы и объема) [6], изменениями сейсмических и геодинамических условий [1], гравитационного, геомагнитного, геотермического полей, вариациями интенсивности дегазации внутренних сфер Земли [8] и соответствующими изменениями в гидросфере, атмосфере и биосфере [5, 2].
Рис. 2 Результаты измерения смещений земной коры по астеносфере с выделенным чандлеровским, годовым циклами и «остатками» [9]
На рис. 2 показаны внутривековые изменения инерционности запаздывания вращения литосферы относительно вращения внутренних сфер Земли. Во внутривековом масштабе резкое замедление запаздывания во вращении твердой оболочки земли относительно астеносферы в 1930-1940-х годах согласуется с аналогичными периодами аномальной сейсмичности и положительным температурным экстремумом.
В результате комплексного анализа сейсмологических, геодинамических, астрономических и климатических измерений нами была выдвинута гипотеза о том, что Земля испытывает дискретные глобальные изменения, синхронные с изменением радиуса чандлеровских колебаний. В работе Гришаева А.А. [3] выполнено полезное обобщение научных представлений об этом явлении и высказаны собственные критические замечания.
В конце XVIII в., Эйлером построена теория вращательного движения твёрдого тела с закреплённой точкой в отсутствие внешних сил. Помимо прецессии оси вращения, теория предсказывала также нутацию, т.е. покачивание, по отношению к оси вращения, фигуры вращающегося тела. В отличие от “вынужденной нутации” Земли, с периодом 18.6 лет, которую связывают с движением узлов орбиты Луны, “свободная нутация” Земли, по Эйлеру, обусловлена единственно эллипсоидальным сжатием её фигуры. Для периода свободной нутации Земли Эйлер получил величину примерно в 305 суток. Нашими исследованиями эта периодичность подтверждена систематическими ошибками спутниковых альтиметрических измерений (ошибки определения орбиты и/или формы геоида). Синхронные наземные геодинамические измерения не имеют этой ошибки, но включают в себя чандлеровский цикл.
На основе астрономических наблюдений выявились периодические изменения координат оси вращения. Эти изменения имели две компоненты: с постоянным годичным и переменным чандлеровским (410-435 суток) периодами. Чандлеровский период могло бы дать произведение апогей-перигейной и синодической волн [3]. Амплитуда суточных колебаний земной оси сравнима с амплитудой годично-чандлеровских колебаний [4]. Но вывод о суточных колебаниях широт не вписывается в традиционные теории вращения Земли – чем, по-видимому, и объясняется игнорирование этого процесса. Фазы суточных вариаций широт на пунктах в северном и в южном полушариях скоррелированы таким образом, что «пришлось бы сделать вывод либо о том, что ось вращения Земли не является прямой, а имеет то ли изгиб, то ли излом – либо о том, что Земля не покачивается вокруг прямой оси вращения, а испытывает невероятную вращающуюся волну деформаций, с растяжением и сжатием противоположных “боков”» [3].
В последние годы IERS использует данные двух спутниковых методик – GPS-измерений и лазерной локации спутников – а также данные радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами.
Известны два не вполне понятных феномена – изменяемость широт и вариации силы тяжести – в широком диапазоне частот коррелируют друг с другом [3].
Нами высказано предположение о том, что ось вращения Земли не изменяет своего положения, что подтверждено расчетами А.А.Гришаева, а изменения широт связаны со смещениями (отставаниями) земной коры от вращающихся внутренних сфер Земли, как отстает гидросфера и атмосфера относительно вращения литосферы. В этом случае увеличение радиуса чандлеровских колебаний Земли может быть связано со снижением вязкости астеносферы (увеличением температуры), а уменьшение радиуса этих колебаний отождествляется с «прилипанием» земной коры к астеносфере. Аномальные «прилипания» в виде петель чандлеровских колебаний («квазисингулярных» состояния). Такие состояния фиксировались в 01.1919-01.1920; 09.1926-12.1927; 02.1935-06.1935; 01.1942-01.1943; 04.1961-01.1962; 01.1967-09.1968; 03.1974-09.1974; 12.2005-02.2006 [7].
Минимальная продолжительность «квазисингулярного» состояния (2.4 мес.) наблюдалась в 2006 г., максимальная (20.4 мес.) наблюдалась в 1967-1968 гг. Интервалы между «квазисингулярными» имеют средний период 6.6 лет, или кратный ему в 2 – (12.55 лет), 3 – (19.15 лет), 4 – (24.2 лет) и 5 – (31.6 лет) раз [7]. ПономареваО.В. объясняет 6-ти летний период смены геодинамических эпох следующим образом: «узлы лунной орбиты непрерывно перемещаются по эклиптике к западу, совершая полный оборот за 18.613 г.; перигей лунной орбиты движется к востоку, совершая оборот за 8.85 г., в результате такого встречного движения соединения узла лунной орбиты с перигеем Луны происходят ровно через 6 лет. Эта же цикличность проявляется и в колебаниях полюса. Все это говорит о том, что за время эволюции Солнечной Системы скорость суточного вращения Земли и процессы, происходящие на ней, синхронизировались с циклами Солнечной Системы.».
Земля периодически «впадает» в «квазисингулярные» состояния, характеризующиеся уменьшением амплитуды и резким изменением периода колебаний полюса от 270.9 суток в 1927 г. до 628.7 суток в 1961 г.
В «квазисингулярных» состояниях, период которых равен или кратен среднему периоду 6.6 лет, полюс переставал перемещаться по овальным, гладким траекториям, резко менял направление своего движения, его траектория становилась «петлеобразной», ломаной [7]. По нашим данным в эти периоды траектория Чандлеровского колебания резко сокращалась, а длительность цикла увеличивалась. Соответственно скорость отставания земной коры от астеносферы – сокращалась. В соответствии с нашей гипотезой это связано со снижением температуры астеносферы и увеличением её вязкости. Именно изменения температуры астеносферы и формируют, по нашему мнению квантованные геодинамические эпохи, характеризующееся скачкообразными переходами в режиме сейсмичности, климата и других глобальных процессов. Геодезическими измерениями с использованием GPS технологий (перманентных геодезических сетей) подтверждены изменения тенденций геодинамических движений при смене геодинамических эпох.
Формирование задачи. Задачей настоящего исследования является изучение перехода к новой геодинамической эпохе, протекающее в 2010-2011 гг.
Полученные результаты. В результате комплексных исследований после продолжительного периода уменьшения сплющенности Земли и приближения её к сфероидальной форме «непрогнозируемые» увеличения эффекта сплющенности зафиксированы в 1998-1999 и в 2009-2011 годах. Увеличения сплющенности происходили в условиях скачкообразного увеличения угловой скорости вращения Земли в 1998 и в 2010 годах. Климатические изменения текущего периода аналогичны зафиксированным в 1998 г. Судя по заявлениям NASA, в текущем году ожидаются и соответствующие изменения магнитного поля Земли. Наиболее контрастно глобальные изменения проявляются в геодинамике нашей планеты. Наступившая в 2010 году новая геодинамическая эпоха отличается от предыдущих эпох мощным развитием асейсмических геодеформаций, которые в некоторых регионах приобрели характер национальных бедствий. асейсмические геодеформации проявляются провалами, трещинами, явлением дилатансии, провоцирующим резкие изменения уровня грунтовых вод и как следствие катастрофические засухи и наводнения регионального характера.
Выводы.
Формируемые внешними воздействиеми изменения во внутренних сферах Земли в настоящее время становятся фактором, определяющим глобальные изменения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Войтенко С.П.,Учитель И.Л., Ярошенко В.Н., Капочкин Б.Б., Геодинамика. Основы кинематической геодезии, Одесса, 2007, 240 с.
- Гладких І.І., Капочкін Б.Б., Кучеренко Н.В., Лісоводський В.В., Формування погодних умов в морських та прибережних районах. –монографія. – Одеса, 2007. - 242 С.
- Гришаев А.А., Периодическое движение полюсов земли: реальность или иллюзия?, http://newfiz.narod.ru/odnomer1.htm
- Куликов К.А., Изменяемость широт и долгот, М., 1962, 110 с.
- Михайлов В.И., Капочкина А.Б., Капочкин Б.Б. Взаимодействие в системе «литосфера-гидросфера», Одесса, 2010, 154 с.
- Михайлов В.И., Дорофеев В.С., Ярошенко В.Н., Капочкин Б.Б., Кучеренко Н.В., Современные изменения уровня Черного моря как основа стратегии освоения прибережий, Одесса, 2010, 165 с.
- Пономарева О.В., О механизме возмущения периодического движения полюса Земли планетами солнечной системы, http://www.kscnet.ru/ivs/publication/volc_day/2007/art20.pdf
- Сывороткин В.Л., Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы, М., 2002, 250 с.
- Учитель И.Л., Дорофеев В.С., Ярошенко В.Н., Капочкин Б.Б., Геодинамика. Основы динамической геодезии, Одесса, 2008, 311 с.
УДК 551
Учитель И.Л. Долгосрочное прогнозирование глобальных изменений [Електронний ресурс] / [Учитель И.Л., Ярошенко В.Н., Капочкін Б.Б.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.1. – С.182–184. Режим доступу: http://eco.com.ua/