Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус
И что особенно важно, можно - этим и занялся блестящий математик Миланкович - посчитать и назад, в прошлое, и вперед, в будущее, с высокой точностью размер этих колебаний в притоке энергии. В этих волнах энергии выделялись и периоды, ритмы «гляциалов» и «межледниковий», то есть наступлений и отступлений оледенений, к этому времени уже определенных палеогеографами. Например, такие:
26 тысяч лет (период прецессии оси, его иногда называют платоновым годом). Прецессия - это круг, который описывает конец оси земного волчка под совместным действием солнечных и земных приливов.
41 тысяча лет (период изменения наклонения оси).
100 тысяч лет (период изменений в эксцентриситете земной орбиты вокруг Солнца). Сейчас Земля ближе всего к Солнцу на своей орбите (перигелий) 2 января, а дальше всего (афелий)- 3 июля. Соответственно, в перигелии скорость Земли на ее орбите максимальна в перигелии и минимальна в афелии.
Сочетание всех этих переменных, их взаимное наложение и вычитание, порождают неравномерность их действия, как бы еще одну псевдоцикличность (20 циклов наступлений - отступлений четвертичного оледенения за 2,5 миллиона лет). Почти сразу же многие палеоклиматологи подтвердили совпадение расчетов Миланковича с тем, что они наблюдали в отложениях четвертичного периода. Беда была в том, что они не могли подтвердить этого точно, данные о наступлении и отступании ледников в старых отложениях трактовались не всегда однозначно, методов надежной датировки этих отложений еще не было. Поэтому теорию Миланковича постигла странная участь: ее почти не оспаривали - математику не оспоришь. Ее просто игнорировали в течение многих лет, придумывая фантастические порой причины колебаний климата, безропотно терпя странную и тяжелую ситуацию науки без теории, лишь бы «не привлекать астрономии». Читатель, может, и не поверит, но я это помню хорошо: любое привлечение «космических аргументов» в геонауках считалось страшным грехом, виновный подвергался так называемой академической цензуре (она бывала пострашней Главлита) и бойкоту без всякого объяснения причин: нез-з-зя - и все тут.
Положение изменилось в последнее десятилетие двадцатого века. Химики доказали, что в отложениях озер, мирового океана, например в раковинках некоторых микроорганизмов, суммарный кислород в гораздо большей степени состоит из изотопа с атомным весом 18 (обычный кислород, как известно, имеет атомный вес 16) в века усиленного притока талой воды из материковых льдов. Содержание 18О можно считать с высокой точностью, привязку слоя ископаемых раковинок к хронологической шкале почти столь же точно можно делать по периоду полураспада некоторых радиактивных изотопов химических элементов, по радиоуглероду, по радиоактивному стронцию и т.д. Началась эра массовых определений изотопного состава всяких отложений ледниковой эпохи и сравнение с расчетами Миланковича, которые тоже оказалось возможным уточнить. Результаты превзошли все ожидания. На сегодня только закоренелые скептики пытаются бороться с очевидным: гениальное теоретическое открытие Миланковича, сравнимое по красоте и значению с системой элементов Д.И. Менделеева, полностью подтвердилось.
Сейчас уже ясно, что из всех переменных показателей движения Земли в космосе самый важный для климата - наклонение земной оси. Эксцентриситет земной орбиты, его переменность, тоже важен, но он тесно связан с наклонением и действует не напрямую, а через наклонение. Поэтому кривая, рисующая пики и провалы накопления 18О в кальцитах океанов, почти полностью совпала с кривой роста и уменьшения угла наклонения земной оси (сейчас он составляет 23 градуса, а колеблется в пределах менее 3 градусов (22,1- 24,5). Пик нашего межледниковья, максимума в бурном летнем таянии льдов на Земле пришелся на 9 тысяч лет назад (человечество сделало свой решающий рывок по созданию цивилизаций именно после этой даты, мы и сейчас продолжаем наслаждаться на редкость, как оказалось, ровным, умеренным и спокойным климатом нашего глубокого межледниковья, этих самых 9 тысяч лет). Другие крупные межледниковья были 132, 213, 334, 416, 538, 579, 621, 702, 785, 869, 949 тысяч лет назад. И на эти же сроки пришлись максимумы в наклонении земной оси в сочетании с подходящей периодичностью в эксцентриситете земной орбиты.
Минимумы в содержании кислорода-18 (а значит, и минимумы в летнем таянии, а следовательно, в каком-то приближении, максимумы в космических зимах) пришлись на 70, 192, 274, 396, 479, 558, 600, 642, 764, 849, 927, 970 тысяч лет назад. И минимальные наклоны земной оси выстроились в похожий ряд цифр, пришлись на эти же даты. В этом ряду цифр было больше, чем в «кислородной кривой» и вообще совпадение не было таким буквальным (бурное таяние поэтому показателю выделяется явно гораздо четче, чем отсутствие таяния, самоподдерживающийся «ледяной лишай», размазанный на многие века), но смысл и этих двух кривых был очевиден: они были, несомненно, прочно связаны одна с другой.
Каким же образом связано наклонение земной оси с наступлением и отступлением ледников? Можно поступить просто - посчитать количество солнечного тепла, приходящееся в год на тот или иной широтный пояс. Сейчас полярный круг получает пять- десять килокалорий в год (на квадратный сантиметр), а экватор - восемьдесят - сто. И понятно, почему: угол, под которым падает солнечный луч на земную поверхность, на разных широтах разный.
Но в нашем случае важен не средний угол падения лучей на поверхность Земли, а летний, максимальный. То, что ученые называют морозным климатом, начинается там, где максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность равен сорока градусам. Все, что полярнее,- это в среднем морозный климат, все, что ближе к экватору,- холодный. Почему же максимальный теплый, то есть летний,
