Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Еще один интересный факт, что Средне-Атлантический хребет проходит, по-видимому, непосредственно через Исландию. Здесь разлом выходит на сушу, и его можно непосредственно наблюдать. Местность здесь довольно сильно поднята. Наблюдаемая в Исландии вулканическая активность, очевидно, связана с тем, что Исландия является частью Средне-Атлантического хребта и что через нее проходит указанный разлом.
Я полагаю, что все сказанное весьма убедительно свидетельствует в пользу того, что когда-то эти континенты подходили ближе друг к другу и были каким-то образом друг с другом связаны. Ho при таком объяснении мы наталкиваемся на противоречия. Кэри предполагает, что расширение Земли было очень велико—намного больше, чем это требуется одним только ослаблением тяготения. Из нашего предположения о малой скорости ослабления тяготения нельзя получить столь сильного расширения.
Изменение структуры вещества при приближении к центру Земли вряд ли может привести к непропорционально большому изменению ее радиуса. Обычно предполагается, что внутреннее ядро представляет собой твердое образование из железа и никеля, а внешнее ядро жидкое. Изменение G может сместить границу фаз и зону плавления. Ho при этом резкие изменения вряд ли возможны. При расширении поглощается тепло и развиваются силы реакции, в результате чего расширение замедляется. Это не такой процесс, при котором может развиваться нестабильность. Очень большое расширение Земли является одной из серьезных проблем, связанных с идеями Кэри.
Против теории Кэри говорит и то, что если бы Земля расширялась со скоростью, о которой говорит Кэри, то
280
Глава 8
это привело бы к весьма заметному изменению в движении Луны относительно вращения Земли. Длительность дня возрастала бы в значительно большей степени, чем это наблюдалось в течение исторических эпох.
Конвекция в мантии Земли
Объяснение дрейфа материков, основанное на конвекции в мантии, в значительной мере принадлежит Be-нинг-Майнесу. Согласно Венинг-Майнесу, при первоначальном конвективном охлаждении Земли было небольшое количество ячеек конвекции, становившихся все многочисленнее по мере образования земного ядра. В этой модели мантия Земли, которая обычно считается твердой, рассматривается как своего рода вязкая жидкость, находящаяся в постоянной конвекции. Как было указано выше, конвекция привела к раздвиганию материков и образованию таких океанов, как Атлантический. Предполагается, что это произошло в недавнем прошлом, и еще 100—200 млн. лет назад материки (согласно этой модели) составляли одно целое. Их разделение произошло лишь позднее.
Мы уже кратко отметили, что идея миграции материков, плавающих на мантии, восходит к Вегенеру, который объяснял периоды оледенения дрейфом материков к Северному полюсу, где они охлаждались, а затем дрейфовали назад. Получалось, что материки плавают, как -куски дерева на поверхности спокойного пруда.
Об эффектах, происходящих вследствие конвекции в мантии, если такая конвекция существует, можно было бы сказать много любопытных вещей. Если вдоль среднеокеанского хребта действует ячейка восходящего течения в мантии, то там следует ожидать усиленного теплового потока. И в самом деле такой поток наблюдается. Кроме того, если на данном участке происходит поднятие вещества, то океанское дно в этом месте должно быть довольно молодым. В этом случае здесь должно быть мало осадочных пород. Как раз это весьма удивительным образом и наблюдается в отношении всех океанов, и там на самом деле отложений на дне мало. На
Влияние переменной гравитации на Солнечную систему 281
основании скорости накопления осадков в наше время можно было бы ожидать там гораздо большего их количества, чем наблюдаемое в действительности.
Как было уже упомянуто, недавние измерения палеомагнетизма довольно определенно указывают на продолжающийся дрейф материков. Ho если дрейф материков, связанный с конвекцией в мантии, действительно существует, то, я думаю, было бы очень трудно сказать что-нибудь о всеобщем расширении. Эффекты такого расширения слишком малы по сравнению с эффектами конвекции и теряются на фоне последних.
Конвекция может быть и сама связана с уменьшением гравитационной постоянной. Дело в том, что при понижении давления внутри Земли понижается и точка плавления слагающих ее пород. По мере того как точка плавления приближается к фактической температуре, либо происходит локальное расплавление, либо вязкость просто уменьшается до такой степени, что начинается конвекция. Таким образом, уменьшение гравитационной постоянной может действительно сказываться на конвекции.
Третье объяснение, которое получил дрейф материков, состоит в следующем. Первоначально — сразу же после образования Земли—внутри нее происходила весьма интенсивная конвекция. Она была связана с перемещением твердой мантии или жидких масс, расплавленных за счет тепла, обусловленного исходной радиоактивностью, или тепла, выделявшегося при уплотнении, т. е. за счет гравитационной энергии. Конвекция в молодой Земле привела к образованию больших конвекционных ячеек, определивших распределение масс суши. Затем эти конвекционные ячейки исчезли, так что существующее сейчас распределение масс суши представляет собой «ископаемые остатки» первоначальных конвекционных ячеек. У такого объяснения имеются свои преимущества.
