Реферат на тему Ритмические явления в природе Земли
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-01-16Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Естествознание»
по теме:
«Ритмические явления в природе Земли»
Оглавление
Введение
1. Геологические ритмы
2. Природные ритмы и человечество
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Ритмы окружают нас всюду. Недаром в монографии академика С.В. Калесника «Общие географические закономерности Земли» есть обширная глава о ритмических явлениях в живой и неживой природе. Ритмов столько, что они накладываются друг на друга, то усиливая, то ослабляя эффект. Одно и то же явление - колебание температуры воды Северной Атлантики - обусловлено периодикой солнечной активности и Луной.
Особенно четки ритмы, вызванные космическим полетом Земли. Самый короткий из них - смена времен года. Самый длинный и самый мощный по своим последствиям цикл в 180-200 миллионов лет связан с оборотом Солнечной системы вокруг ядра Галактики. Именно через такие промежутки времени на Земле резко менялся рельеф, флора и фауна.
Ритмология - обобщенная наука о закономерностях периодических движений в разноприродных объектах. К периодическим движениям, сходство проявления которых и могло бы составить предмет ритмологии, принято относить колебания, волны и циклы. Обычно при этом подразумевают, что колебания (ритмы) - это повторения одного и того же состояния (или события) через равные промежутки времени; под волной понимают распространение колебаний в пространстве; в свою очередь, цикл - это колебательный процесс, в котором начало очередного колебания всякий раз несколько сдвигается относительно исходного состояния.
Начальные научные сведения о периодических движениях активно накапливались в ходе изучения колебаний маятника, а также световых и акустических явлений (звука). Позже добавились данные об электрических колебаниях и колебаниях в жидкостях, а первые обобщающие труды были посвящены именно таким колебательным процессам и появились в конце XIX в. Соответственно, до середины нашего столетия всякий академический труд с названием «Теория колебаний» содержал сведения лишь о периодических движениях в чисто физических и технических системах.
В первой трети XX в. появились специальные работы о колебательных процессах в объектах нефизической природы. Так, большой интерес вызывают труды А.Л. Чижевского, показавшего, что деятельность человека и общества подвержена циклическим изменениям, причем эти перемены вполне отчетливо коррелируют с периодическими (прежде всего 11-летними) изменениями в активности Солнца. Статистические данные весьма определенно свидетельствовали, что активизация нашего светила ведет к всплескам социальной энергии, к инициированию войн, массовых выступлений, творческих порывов и прорывов, мощных политических cдвигов... Биоритмы живых существ определяются вращением Земли вокруг своей оси (суточные циклы), вращением Луны вокруг Земли (месячные циклы), вращением Земли вокруг Солнца (годичные циклы).
Таким образом, вся жизнь Вселенной пронизана ритмами. Пока еще разрозненные исследования отдельных периодических процессов постепенно набирают все более мощный объединительный потенциал, что позволяет вполне уверенно говорить о том, что вскоре может появиться реальная ритмология как наука об универсальных закономерностях ритмических процессов.
Ритмичность природных процессов однозначно показывает, что Вселенная построена по единому принципу. «Конструкция» элементов Вселенной особенно отчетливо свидетельствует об этом. Такие элементы отмечены всеми науками и, прежде всего, проявляются в ритмическом развитии природы.
Простейшие и легко прослеживаемые ритмы связаны с изменением теплового режима, с периодом обращения Земли вокруг Солнца. Уменьшение тепла приводит к зиме и замиранию живой природы. Постепенное увеличение количества солнечного тепла обусловливает наступление лета. Это закономерно повторяется из года в год. Однако нет необходимости прибегать к сложным вычислениям, чтобы заметить, что температурные режимы для каждой местности неодинаковы, и периодичность их изменений выявить уже не так легко.
Периодически количество солнечной лучистой энергии, которая превращается в атмосфере и самой поверхностью земного шара в тепло, превышает средние нормы, и тогда, особенно если это продолжается 2-3 года подряд, в отдельных местностях Земли могут наступить губительные засухи, потому, что с длительным увеличением температур обычно связано резкое уменьшение атмосферных осадков. История далекого прошлого и наше время показывают, что периоды засух иногда продолжаются несколько лет подряд и чередуются с влажными годами. Это уже выходит за пределы ежегодных ритмов и повторность подобных длительных циклов можно проследить по историческим данным.
Папирусы древнего Египта, высеченные на камнях иероглифы и ассирийские клинописи повествуют о том, что за 3-4 тысячелетия до наших дней, когда ещё только начинало зарождаться земледелие в оазисах Африки и южной Азии, наступали годы тяжёлых засух, чередовавшихся с урожайными годами.
В хрониках европейского средневековья тоже встречаются такие записи: 1005 год: «...наступил на пять лет превеликий голод во всем римском мире, так что не слышно было ни об одной области, которая не была бы нища и не нуждалась в хлебе». В следующем, 1006 году отмечался «великий голод почти по всей земле». Через семь лет после упомянутой засухи летописи 1012-1017 годов вновь повторяют о «бедствиях, уничтоживших урожай». В 1032 году летописец пишет: «начал усиливаться на всей земле голод, и почти всему роду людскому пришёл конец».
И в древних русских летописях сохранились такие описания: 1363 год: «того же лета бысть сухмень велия по всей земли, и воздух куряшеся, и земля горяше».
1364 год: «Того же лета Солнце бысть, аки кровь, и по нём места черны и мгла стояла с поллета и зной и жары бяху велицы, лесы и болота и земля горяше, и реки пересохша, иные же места водные до конца иссохша, и бысть страх и ужас на всех человецех и скорбь велия... того же лета пожар бысть в Москве, бе же тогда сухмень и зной велиций».
1366 год: «того же лета бысть сухмень и зной велик, и воздух куряшеся, и земля горяше. И бысть хлебная дороговь повсюду и глад великий по всей земли, и с того люди мряху». Все эти выписки приведены из Никоновской летописи. Они ясно говорят о том, что был длительный период жестокой засухи, сменившийся потом урожайными годами, то есть, с обильными осадками.
Та же Никоновская летопись в 1372 году снова указывает: «Сухмень бысть велика и зной и жар много, яко устрашишесь и вострепетати людем; реки многи пересохше и озёра и болота, леса и боры горяху и болота высохша горяху и земля горяше. И бысть страх и трепет на всех человецех и бысть тогда дороговь хлебная велика и глад велий по всей земле».
Подробно документированы рассказы о страшной засухе 1890 и особенно 1891 года, когда на юго-востоке России от голода вымирали буквально целые деревни и волости. С 1892 года установились дождливые годы и о засухе заговорили только в 1905-1907 годах. Наибольшая из этих засух была в юго-восточных губерниях в 1906 году.
Очень сильная засуха повторилась в 1911 году. Многие области страдали от засухи и в 1924 году и в 1931, 1932 и 1938 годах. Наблюдения показывают, что в периоды засух во многих местностях происходят массовые размножения саранчи и других вредителей, для которых условия засушливой погоды более благоприятны, чем годы влажные. Многие сорняки то почти сходят с полей, то заглушают посевы. Это вполне закономерно потому, что природа находится во взаимосвязи с условиями погоды отдельных лет и с климатическими изменениями, происходящими на земле. А изменения климата и более резкие колебания погоды, продолжающиеся по несколько лет подряд, зависят в первую очередь от процессов, совершающихся на Солнце - единственном источнике тепла, поддерживающем жизнь на нашей планете.
Показателем ещё более древних событий можно назвать морские коралловые полипы и многолетние деревья – как ископаемые останки, так и ныне растущие. Лесные пни, спилы стволов, их годичные слои демонстрируют различие толщины древесных слоев, так как она зависит от условий развития дерева в отдельные годы. Очевидно, что в тёплые, влажные годы вся растительность, в том числе деревья, развивается лучше, даёт больший прирост. Засуха и неблагоприятные условия ослабляют развитие, и годичные слои становятся тоньше, как и слои илистых отложений в водоёмах, потому что причина их уменьшения общая: в данный год выпадало меньше осадков.
Деревья в отношении «летописей погоды» - ещё более верные показатели, чем озёра, так как отражают происходившее именно в данном месте, в то время как в озёра стекают воды с обширных пространств. Русский физик Шведов в начале прошлого века опубликовал своё исследование годичных слоев древесины, которое назвал: «Дерево, как летопись засух», и показал, что периоды засух колеблются довольно закономерно с промежутками около 11 лет.
В Америке, в горах Калифорнии, растут гиганты мамонтовые деревья, возраст которых достигает 4-5 тысяч лет. Исследования толщины древесных слоев у дерева, прожившего 3200 лет, подтвердили такую же закономерность чередования засушливых и влажных периодов. Таким образом, дерево самой своей жизнью, ростом и развитием отмечает условия, в которых оно прожило тот или иной год, а влияет на жизнь дерева, в основном, температура и влажность. Значит, в развитии деревьев в разных местах земного шара отмечается периодичность около 11 лет.
Коралловые полипы, живущие в океане, строят целые коралловые острова и покрывают дно моря в течение тысячелетий пластами огромной толщины. Маленькие полипы, живя колониями, создают свои жилища то в виде ветвящихся кустов и деревьев, то различной величины полушарообразных образований и множества других форм. Исследование внутреннего строения этих коралловых сооружений, позволило установить в них наличие своеобразной ярусности, приблизительно совпадающей с 3-, 6- и 11-летней периодичностью, начиная от наших дней до минувших геологических эпох.
Но почему же оказывается периодичность в росте и приросте коралловых построек? Потому что на неё влияет изменение температуры морской воды. Изучение развития кораллов показало, что в морях с разными температурами и в океане под разными широтами кораллы растут быстрее при более высокой температуре.
Значит, температура мирового океана периодически колеблется, то повышаясь, то несколько опускаясь, а коралловые полипы от этого то ускоряют свой рост и отложения, то уменьшают их, как и растительность на поверхности Земли. Таких примеров можно было бы привести ещё немало.
Выясняя, почему на Земле могут происходить такие колебания температуры и влажности, от которых возникает периодичность в ускорении и замедлении роста деревьев и кораллов, уменьшении и увеличении толщины донных отложений в озёрах, ученые естественно предполагали, что эти изменения могут зависеть от самого источника жизни на Земле - от Солнца. Если в нём самом совершаются процессы, имеющие определённую периодичность, и если они влияют на изменение количества тепла, излучаемого Солнцем, то значит, они и влияют на ход развития земных явлений в природе.
Исторические документы, летописи, описания, сделанные в древности учёными, дают нам ценные материалы, по которым мы можем судить о больших изменениях климата Земли за минувшие тысячелетия. Даже 1800-летний период, о котором говорилось выше, был дважды прослежен в истории человечества, а именно в 360 году до нашей эры и в 1433 году.
Исторические документы говорят о том, что в XIII веке нашей эры, после длительного тепла, когда Северный Ледовитый океан до высоких арктических широт был свободен ото льда и норвежские мореплаватели свободно совершали плавания к берегам Гренландии, где были их колонии и домашний скот, наступило резкое и сильное похолодание. В 1261 году весь остров Исландия был окружён и скован льдами на многие годы. Гренландия вновь покрылась толщами льдов. Суровые зимы стояли во всей Европе.
Однако летописных данных для построения теории геологических ритмов очевидно недостаточно. Солнце и Земля – лишь часть Космоса, и естественно предположить, что глобальные космические циклы также влияют на природные ритмы. Современные ученые пытаются обобщить все, что известно о ритмических явлениях, и, несмотря на это, в современной ритмологии многое еще находится на уровне гипотез. Разумеется, в первую очередь внимание уделяется активности Солнца
Солнечная активность - это совокупность многочисленных и разнообразных процессов, охватывающих всю солнечную атмосферу и значительную часть недоступных прямому наблюдению подфотосферных слоев до глубины 1/10 или даже 1/5 радиуса Солнца. Эти процессы проявляются в таких нестационарных локальных явлениях, как темные солнечные пятна и скоротечные вспышки, активные области и протяженные фоновые магнитные поля, короткоживущие структуры хромосферы и короны и потоки частиц в межпланетном пространстве.
Такое определение «перечислением» типично для начального этапа развития научной мысли. Здесь уместно сравнение с погодой на Земле. Если воспользоваться определением указанного типа, то погода - это совокупность ураганов и штилей, жары и холода, дождя и ведро, суховеев, муссонов, пассатов и метелей, которые одновременно происходят в различных точках нашей планеты. Но в терминах науки погода - это физическое состояние воздушной оболочки Земли в некоторый момент времени.
В конечном счете, это состояние определяется излучением Солнца, приходящим на Землю, и все разнообразие погоды обусловлено различиями в освещенности и в коэффициентах поглощения и отражения различных участков земной поверхности, т.е. разными углами падения солнечных лучей на Землю и разнообразием физических свойств элементов земной поверхности - океанов и морей, гор, пустынь, степей, лесов, ледников. Непосредственно же состояние воздушной оболочки Земли определяется существующими в ней градиентами температуры и давления, и оно уже неплохо предсказуемо, особенно, когда начальные условия задаются мозаикой широкоугольных снимков Земли из космоса, а использование мощных ЭВМ позволяет учитывать многочисленные структуры и термодинамические свойства атмосферы. К сожалению, исследования солнечной активности - погоды на Солнце - не привели еще к столь же цельной концепции этого сложного явления, здесь нет пока таких общих исходных физических принципов, как в современной метеорологии, а преобладает накопление экспериментальных данных и построение частных моделей отдельных процессов и структур.
Основоположником учения о ритмах в природе является Арсений Владимирович Шнитников. Обобщив материалы по колебаниям общей увлажненности, состояниям уровней водоемов и горных ледников, он создал стройную теорию внутривековых и многовековых ритмов, суть которой заключается в следующем. Существуют две категории ритмов: космические ритмы взаимодействия и ритмы среды. Набор космических ритмов крайне ограничен, ритмы среды бесчисленны. Первые, касаясь природы Земли и Космоса в целом, заслуживают особенно пристального внимания, вторые представляют лишь относительный интерес.
Космические ритмы проявляются неопределенно долгое время и носят универсальный характер. Если такой ритм обнаружен, к примеру, в атмосферных процессах, то он должен быть и в процессах, протекающих в гидросфере, литосфере и биосфере.
Нередко ритмические процессы обладают значительной асимметричностью, приобретая в некоторых случаях характер взрывных: короткая ветвь подъема и длинная ветвь спада. Выражаются такие процессы асимметричной ломаной линией, изломы которой отражают скачкообразное изменение направленности или напряженности процесса. Все это заставляет по-новому посмотреть на роль быстро протекающих явлений в эволюции Земли.
Природа космических ритмов до сих пор не установлена. Возвратно-поступательный характер расширения Вселенной в ходе интерференции наиболее масштабных ритмических процессов - ритма Вселенной, ритма звезд (ритма солнечной системы), ритма планет и геологического ритма - в сочетании с противофазовыми пульсациями космического «оркестра» является основным механизмом консолидации галактик, звезд, планет и спутников планет. С ним связано также образование газово-пылевых туманностей, облаков, астероидов, метеоритов и комет. Характерно, что их внутренняя структура удивительно аналогична независимо от того, продолжаются ли они десятки или миллионы лет, т. е. генетически совершенно разные возбудители вызывали почти тождественные следствия. Существуют предположения, что они каким-то образом связаны с пульсационным режимом небесных тел. В 1958 г Н.А. Козырев обратил внимание на поразительное сходство чередующихся процессов сжатия и расширения Земли и Луны с режимом пульсирующих звезд.
по дисциплине «Естествознание»
по теме:
«Ритмические явления в природе Земли»
Оглавление
Введение
1. Геологические ритмы
2. Природные ритмы и человечество
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Ритмы окружают нас всюду. Недаром в монографии академика С.В. Калесника «Общие географические закономерности Земли» есть обширная глава о ритмических явлениях в живой и неживой природе. Ритмов столько, что они накладываются друг на друга, то усиливая, то ослабляя эффект. Одно и то же явление - колебание температуры воды Северной Атлантики - обусловлено периодикой солнечной активности и Луной.
Особенно четки ритмы, вызванные космическим полетом Земли. Самый короткий из них - смена времен года. Самый длинный и самый мощный по своим последствиям цикл в 180-200 миллионов лет связан с оборотом Солнечной системы вокруг ядра Галактики. Именно через такие промежутки времени на Земле резко менялся рельеф, флора и фауна.
Ритмология - обобщенная наука о закономерностях периодических движений в разноприродных объектах. К периодическим движениям, сходство проявления которых и могло бы составить предмет ритмологии, принято относить колебания, волны и циклы. Обычно при этом подразумевают, что колебания (ритмы) - это повторения одного и того же состояния (или события) через равные промежутки времени; под волной понимают распространение колебаний в пространстве; в свою очередь, цикл - это колебательный процесс, в котором начало очередного колебания всякий раз несколько сдвигается относительно исходного состояния.
Начальные научные сведения о периодических движениях активно накапливались в ходе изучения колебаний маятника, а также световых и акустических явлений (звука). Позже добавились данные об электрических колебаниях и колебаниях в жидкостях, а первые обобщающие труды были посвящены именно таким колебательным процессам и появились в конце XIX в. Соответственно, до середины нашего столетия всякий академический труд с названием «Теория колебаний» содержал сведения лишь о периодических движениях в чисто физических и технических системах.
В первой трети XX в. появились специальные работы о колебательных процессах в объектах нефизической природы. Так, большой интерес вызывают труды А.Л. Чижевского, показавшего, что деятельность человека и общества подвержена циклическим изменениям, причем эти перемены вполне отчетливо коррелируют с периодическими (прежде всего 11-летними) изменениями в активности Солнца. Статистические данные весьма определенно свидетельствовали, что активизация нашего светила ведет к всплескам социальной энергии, к инициированию войн, массовых выступлений, творческих порывов и прорывов, мощных политических cдвигов... Биоритмы живых существ определяются вращением Земли вокруг своей оси (суточные циклы), вращением Луны вокруг Земли (месячные циклы), вращением Земли вокруг Солнца (годичные циклы).
Таким образом, вся жизнь Вселенной пронизана ритмами. Пока еще разрозненные исследования отдельных периодических процессов постепенно набирают все более мощный объединительный потенциал, что позволяет вполне уверенно говорить о том, что вскоре может появиться реальная ритмология как наука об универсальных закономерностях ритмических процессов.
1. Геологические ритмы
За внешней хаотичностью окружающего нас мира скрыта удивительно высокая степень его организации, основой которой служит система космических ритмов, возбуждаемых упорядоченными изменениями гравитационного поля Вселенной. Ритмы – это и эпохи горообразования, и великие экспансии ледников на Земле, и смена ландшафтов, и пути эволюции человечества.Ритмичность природных процессов однозначно показывает, что Вселенная построена по единому принципу. «Конструкция» элементов Вселенной особенно отчетливо свидетельствует об этом. Такие элементы отмечены всеми науками и, прежде всего, проявляются в ритмическом развитии природы.
Простейшие и легко прослеживаемые ритмы связаны с изменением теплового режима, с периодом обращения Земли вокруг Солнца. Уменьшение тепла приводит к зиме и замиранию живой природы. Постепенное увеличение количества солнечного тепла обусловливает наступление лета. Это закономерно повторяется из года в год. Однако нет необходимости прибегать к сложным вычислениям, чтобы заметить, что температурные режимы для каждой местности неодинаковы, и периодичность их изменений выявить уже не так легко.
Периодически количество солнечной лучистой энергии, которая превращается в атмосфере и самой поверхностью земного шара в тепло, превышает средние нормы, и тогда, особенно если это продолжается 2-3 года подряд, в отдельных местностях Земли могут наступить губительные засухи, потому, что с длительным увеличением температур обычно связано резкое уменьшение атмосферных осадков. История далекого прошлого и наше время показывают, что периоды засух иногда продолжаются несколько лет подряд и чередуются с влажными годами. Это уже выходит за пределы ежегодных ритмов и повторность подобных длительных циклов можно проследить по историческим данным.
Папирусы древнего Египта, высеченные на камнях иероглифы и ассирийские клинописи повествуют о том, что за 3-4 тысячелетия до наших дней, когда ещё только начинало зарождаться земледелие в оазисах Африки и южной Азии, наступали годы тяжёлых засух, чередовавшихся с урожайными годами.
В хрониках европейского средневековья тоже встречаются такие записи: 1005 год: «...наступил на пять лет превеликий голод во всем римском мире, так что не слышно было ни об одной области, которая не была бы нища и не нуждалась в хлебе». В следующем, 1006 году отмечался «великий голод почти по всей земле». Через семь лет после упомянутой засухи летописи 1012-1017 годов вновь повторяют о «бедствиях, уничтоживших урожай». В 1032 году летописец пишет: «начал усиливаться на всей земле голод, и почти всему роду людскому пришёл конец».
И в древних русских летописях сохранились такие описания: 1363 год: «того же лета бысть сухмень велия по всей земли, и воздух куряшеся, и земля горяше».
1364 год: «Того же лета Солнце бысть, аки кровь, и по нём места черны и мгла стояла с поллета и зной и жары бяху велицы, лесы и болота и земля горяше, и реки пересохша, иные же места водные до конца иссохша, и бысть страх и ужас на всех человецех и скорбь велия... того же лета пожар бысть в Москве, бе же тогда сухмень и зной велиций».
1366 год: «того же лета бысть сухмень и зной велик, и воздух куряшеся, и земля горяше. И бысть хлебная дороговь повсюду и глад великий по всей земли, и с того люди мряху». Все эти выписки приведены из Никоновской летописи. Они ясно говорят о том, что был длительный период жестокой засухи, сменившийся потом урожайными годами, то есть, с обильными осадками.
Та же Никоновская летопись в 1372 году снова указывает: «Сухмень бысть велика и зной и жар много, яко устрашишесь и вострепетати людем; реки многи пересохше и озёра и болота, леса и боры горяху и болота высохша горяху и земля горяше. И бысть страх и трепет на всех человецех и бысть тогда дороговь хлебная велика и глад велий по всей земле».
Подробно документированы рассказы о страшной засухе 1890 и особенно 1891 года, когда на юго-востоке России от голода вымирали буквально целые деревни и волости. С 1892 года установились дождливые годы и о засухе заговорили только в 1905-1907 годах. Наибольшая из этих засух была в юго-восточных губерниях в 1906 году.
Очень сильная засуха повторилась в 1911 году. Многие области страдали от засухи и в 1924 году и в 1931, 1932 и 1938 годах. Наблюдения показывают, что в периоды засух во многих местностях происходят массовые размножения саранчи и других вредителей, для которых условия засушливой погоды более благоприятны, чем годы влажные. Многие сорняки то почти сходят с полей, то заглушают посевы. Это вполне закономерно потому, что природа находится во взаимосвязи с условиями погоды отдельных лет и с климатическими изменениями, происходящими на земле. А изменения климата и более резкие колебания погоды, продолжающиеся по несколько лет подряд, зависят в первую очередь от процессов, совершающихся на Солнце - единственном источнике тепла, поддерживающем жизнь на нашей планете.
Показателем ещё более древних событий можно назвать морские коралловые полипы и многолетние деревья – как ископаемые останки, так и ныне растущие. Лесные пни, спилы стволов, их годичные слои демонстрируют различие толщины древесных слоев, так как она зависит от условий развития дерева в отдельные годы. Очевидно, что в тёплые, влажные годы вся растительность, в том числе деревья, развивается лучше, даёт больший прирост. Засуха и неблагоприятные условия ослабляют развитие, и годичные слои становятся тоньше, как и слои илистых отложений в водоёмах, потому что причина их уменьшения общая: в данный год выпадало меньше осадков.
Деревья в отношении «летописей погоды» - ещё более верные показатели, чем озёра, так как отражают происходившее именно в данном месте, в то время как в озёра стекают воды с обширных пространств. Русский физик Шведов в начале прошлого века опубликовал своё исследование годичных слоев древесины, которое назвал: «Дерево, как летопись засух», и показал, что периоды засух колеблются довольно закономерно с промежутками около 11 лет.
В Америке, в горах Калифорнии, растут гиганты мамонтовые деревья, возраст которых достигает 4-5 тысяч лет. Исследования толщины древесных слоев у дерева, прожившего 3200 лет, подтвердили такую же закономерность чередования засушливых и влажных периодов. Таким образом, дерево самой своей жизнью, ростом и развитием отмечает условия, в которых оно прожило тот или иной год, а влияет на жизнь дерева, в основном, температура и влажность. Значит, в развитии деревьев в разных местах земного шара отмечается периодичность около 11 лет.
Коралловые полипы, живущие в океане, строят целые коралловые острова и покрывают дно моря в течение тысячелетий пластами огромной толщины. Маленькие полипы, живя колониями, создают свои жилища то в виде ветвящихся кустов и деревьев, то различной величины полушарообразных образований и множества других форм. Исследование внутреннего строения этих коралловых сооружений, позволило установить в них наличие своеобразной ярусности, приблизительно совпадающей с 3-, 6- и 11-летней периодичностью, начиная от наших дней до минувших геологических эпох.
Но почему же оказывается периодичность в росте и приросте коралловых построек? Потому что на неё влияет изменение температуры морской воды. Изучение развития кораллов показало, что в морях с разными температурами и в океане под разными широтами кораллы растут быстрее при более высокой температуре.
Значит, температура мирового океана периодически колеблется, то повышаясь, то несколько опускаясь, а коралловые полипы от этого то ускоряют свой рост и отложения, то уменьшают их, как и растительность на поверхности Земли. Таких примеров можно было бы привести ещё немало.
Выясняя, почему на Земле могут происходить такие колебания температуры и влажности, от которых возникает периодичность в ускорении и замедлении роста деревьев и кораллов, уменьшении и увеличении толщины донных отложений в озёрах, ученые естественно предполагали, что эти изменения могут зависеть от самого источника жизни на Земле - от Солнца. Если в нём самом совершаются процессы, имеющие определённую периодичность, и если они влияют на изменение количества тепла, излучаемого Солнцем, то значит, они и влияют на ход развития земных явлений в природе.
Исторические документы, летописи, описания, сделанные в древности учёными, дают нам ценные материалы, по которым мы можем судить о больших изменениях климата Земли за минувшие тысячелетия. Даже 1800-летний период, о котором говорилось выше, был дважды прослежен в истории человечества, а именно в 360 году до нашей эры и в 1433 году.
Исторические документы говорят о том, что в XIII веке нашей эры, после длительного тепла, когда Северный Ледовитый океан до высоких арктических широт был свободен ото льда и норвежские мореплаватели свободно совершали плавания к берегам Гренландии, где были их колонии и домашний скот, наступило резкое и сильное похолодание. В 1261 году весь остров Исландия был окружён и скован льдами на многие годы. Гренландия вновь покрылась толщами льдов. Суровые зимы стояли во всей Европе.
Однако летописных данных для построения теории геологических ритмов очевидно недостаточно. Солнце и Земля – лишь часть Космоса, и естественно предположить, что глобальные космические циклы также влияют на природные ритмы. Современные ученые пытаются обобщить все, что известно о ритмических явлениях, и, несмотря на это, в современной ритмологии многое еще находится на уровне гипотез. Разумеется, в первую очередь внимание уделяется активности Солнца
Солнечная активность - это совокупность многочисленных и разнообразных процессов, охватывающих всю солнечную атмосферу и значительную часть недоступных прямому наблюдению подфотосферных слоев до глубины 1/10 или даже 1/5 радиуса Солнца. Эти процессы проявляются в таких нестационарных локальных явлениях, как темные солнечные пятна и скоротечные вспышки, активные области и протяженные фоновые магнитные поля, короткоживущие структуры хромосферы и короны и потоки частиц в межпланетном пространстве.
Такое определение «перечислением» типично для начального этапа развития научной мысли. Здесь уместно сравнение с погодой на Земле. Если воспользоваться определением указанного типа, то погода - это совокупность ураганов и штилей, жары и холода, дождя и ведро, суховеев, муссонов, пассатов и метелей, которые одновременно происходят в различных точках нашей планеты. Но в терминах науки погода - это физическое состояние воздушной оболочки Земли в некоторый момент времени.
В конечном счете, это состояние определяется излучением Солнца, приходящим на Землю, и все разнообразие погоды обусловлено различиями в освещенности и в коэффициентах поглощения и отражения различных участков земной поверхности, т.е. разными углами падения солнечных лучей на Землю и разнообразием физических свойств элементов земной поверхности - океанов и морей, гор, пустынь, степей, лесов, ледников. Непосредственно же состояние воздушной оболочки Земли определяется существующими в ней градиентами температуры и давления, и оно уже неплохо предсказуемо, особенно, когда начальные условия задаются мозаикой широкоугольных снимков Земли из космоса, а использование мощных ЭВМ позволяет учитывать многочисленные структуры и термодинамические свойства атмосферы. К сожалению, исследования солнечной активности - погоды на Солнце - не привели еще к столь же цельной концепции этого сложного явления, здесь нет пока таких общих исходных физических принципов, как в современной метеорологии, а преобладает накопление экспериментальных данных и построение частных моделей отдельных процессов и структур.
Основоположником учения о ритмах в природе является Арсений Владимирович Шнитников. Обобщив материалы по колебаниям общей увлажненности, состояниям уровней водоемов и горных ледников, он создал стройную теорию внутривековых и многовековых ритмов, суть которой заключается в следующем. Существуют две категории ритмов: космические ритмы взаимодействия и ритмы среды. Набор космических ритмов крайне ограничен, ритмы среды бесчисленны. Первые, касаясь природы Земли и Космоса в целом, заслуживают особенно пристального внимания, вторые представляют лишь относительный интерес.
Космические ритмы проявляются неопределенно долгое время и носят универсальный характер. Если такой ритм обнаружен, к примеру, в атмосферных процессах, то он должен быть и в процессах, протекающих в гидросфере, литосфере и биосфере.
Нередко ритмические процессы обладают значительной асимметричностью, приобретая в некоторых случаях характер взрывных: короткая ветвь подъема и длинная ветвь спада. Выражаются такие процессы асимметричной ломаной линией, изломы которой отражают скачкообразное изменение направленности или напряженности процесса. Все это заставляет по-новому посмотреть на роль быстро протекающих явлений в эволюции Земли.
Природа космических ритмов до сих пор не установлена. Возвратно-поступательный характер расширения Вселенной в ходе интерференции наиболее масштабных ритмических процессов - ритма Вселенной, ритма звезд (ритма солнечной системы), ритма планет и геологического ритма - в сочетании с противофазовыми пульсациями космического «оркестра» является основным механизмом консолидации галактик, звезд, планет и спутников планет. С ним связано также образование газово-пылевых туманностей, облаков, астероидов, метеоритов и комет. Характерно, что их внутренняя структура удивительно аналогична независимо от того, продолжаются ли они десятки или миллионы лет, т. е. генетически совершенно разные возбудители вызывали почти тождественные следствия. Существуют предположения, что они каким-то образом связаны с пульсационным режимом небесных тел. В 1958 г Н.А. Козырев обратил внимание на поразительное сходство чередующихся процессов сжатия и расширения Земли и Луны с режимом пульсирующих звезд.
Существуют следующие виды ритмов.
1850-летний ритм общей увлажненности. А.В. Шнитниковым установлено, что горные ледники с момента максимума последней ледниковой эпохи, именуемой вюрмом, повсеместно сокращались и отступали все выше и выше в горы. Это сокращение было не постепенным, а носило стадиальный возвратно-поступательный характер по принципу: «два шага назад - шаг вперед - два шага назад и т. д.». В периоды стабилизации концов ледников образовывались стадиальные конечные морены. Стадиальность горных ледников обусловлена 1850-летним ритмом общей увлажненности, который, в свою очередь, связан с изменчивостью приливообразующих сил Луны и Солнца, открытой шведским ученым О. Петтерссоном в начале века.
Каждый 1850-летний ритм подразделяется на две фазы: теплую и сухую длинную (около 1200 лет), холодную и влажную короткую (около 400 лет) - и переходные этапы. Движение Солнца, Земли и Луны в пространстве создает сложную и меняющуюся во времени картину взаимодействия приливообразующих сил на Земле. Когда приливообразующие силы Луны и Солнца суммируются, то высота прилива на Земле возрастает и происходит более значительное перемешивание вод океана. На поверхности оказываются холодные глубинные воды, и климат становится более прохладным и более влажным. Горные ледники на фоне их общего сокращения активизируются, продвигаются вниз и откладывают конечные морены. Между этими короткими и энергичными этапами приливообразующие силы Луны и Солнца ослабляют друг друга. Перемешивание вод океана становится менее значительным, и на Земле устанавливаются более теплые и более сухие условия.
40700-летний ритм. Характеристики земной орбиты периодически меняются, хотя изменения эти в целом незначительны. Так, наклон земной оси к плоскости земной орбиты, или наклон эклиптики, меняется с периодом 40700 лет в пределах 2,5 (между 22 и 24,5). Например, в 1950 г. наклон эклиптики был равен 23о26′45′′ и с тех пор ежегодно уменьшается на 0,47′′. Когда наклон оси уменьшается, сокращаются теплый и холодный климатический пояса и расширяются области умеренного климата; при увеличении наклона оси картина будет обратной. Эксцентриситет земной орбиты меняется с периодом 92000 лет, амплитуда колебаний заключается между 0 и 0,068. Это значит, что орбита Земли изменяется от круговой до эллиптической.
Если эксцентриситет увеличивается и одновременно летние месяцы совпадают с малым расстоянием между Землей и Солнцем, то лето в Северном полушарии становится теплее. Если же эксцентриситет увеличивается, но летние месяцы приходятся на большее расстояние между Землей и Солнцем, то лето будет холоднее. Наконец, момент весеннего равноденствия обегает всю орбиту за 21000 лет (прецессия равноденствий), при этом летние месяцы могут совпадать с большим и малым расстояниями Земли от Солнца.
М. Миланкович математически суммировал все три эффекта: наклон эклиптики, эксцентриситет орбиты и прецессию равноденствия и установил, что ритмические колебания в облучении Земли, связанные с орбитальными неравенствами, осуществлялись параллельно пульсациям Земли и Солнца, а значит, и параллельно изменениям палеогеографической обстановки. 1850-летний ритм общей увлажненности через 40700-летний ритм связан с орбитальным ритмом Миланковича.
Галактический ритм. Это положение закладывает, по мнению Миланковича, основы теории возникновения Земли. Средний интервал между вспышками ядра Галактики составляет 40 млн. лет, а между переломными моментами геологического ритма – 41 млн. лет. Среднее отклонение одних от других ±15 млн. лет.
Сказанное дает основание предполагать, что переломные моменты геологического ритма контролируются вспышками ядра Галактики - это одно из самых замечательных открытий в области геологии, сделанное в XX в. Суть этого открытия заключается в том, что в геологической истории регулярно имели место эпохи радиоактивного заражения, в которые накапливались отложения, обогащенные органическим веществом, осадочным ураном и фосфором. Периодичность этих эпох 31-32 млн. лет. По теории С.Г. Неручева, осадки, обогащенные органическим веществом, фосфором и ураном, накапливались в этапы значительной активизации рифтовых систем, которые были связаны с эпохами пульсационного расширения Земли. Понимать это можно однозначно: радиоактивное вещество поступало из недр Земли.
Радиоактивное заражение среды способствовало пышному расцвету фитопланктона и отложению сапропелевых илов, с одной стороны, и угнетению наземной растительности - с другой. Существенное повышение концентрации урана усиливало мутационный процесс, видообразование и вымирание. В итоге с этими эпохами связано образование сапропелевых сланцев, крупнейших нефтяных месторождений, ураноносных сланцев, фосфоритов, месторождений осадочного урана и т. п.
Можно привести следующие обоснования выше сказанному. Оболочки, сбрасываемые ядром Галактики, в первом приближении рассматриваются как круглые (точнее, сферические). Сбрасывание их происходит в среднем через 40-41 млн. лет (четыре раза за ритм продолжительностью 160 млн. лет). Если бы орбита Солнечной системы по отношению к ядру Галактики была круговой, то Земля через каждые 40 млн. лет попадала бы в сферу действия очередной оболочки. Соответственно, радиоактивное заражение Земли осуществлялось бы с интервалом в 40 млн. лет (а не 31-32 млн. лет, как у С. Г. Неручева).
Земля вместе с Солнечной системой обращается по эллиптической орбите вокруг ядра Галактики с периодом обращения, именуемый галактическим годом (чаще всего определяется в 180-200 млн. лет). За галактический год должно произойти пять (или около пяти) вспышек ядра. При условии эллиптичности орбиты оболочка, достигнув солнечной орбиты по направлению малой оси эллипса, повторно достигнет ее по направлению большой оси.
За галактический год подобная ситуация повторится дважды с интервалом примерно в половину галактического года. Понять это можно так. При эллиптичности орбиты Земля дважды за галактический год будет находиться на коротком расстоянии от ядра Галактики. Оболочка, настигающая Землю в это время, неизбежно настигнет ее второй раз тогда, когда Земля переместится на длинное расстояние от ядра. Следовательно, за галактический год должно произойти пять вспышек ядра Галактики (и пять этапов горообразования на Земле). Радиоактивных эпох за это время будет не пять, а семь – через каждые 31-32 млн. лет (именно так, как у С.Г. Неручева).
Очень вероятно, что вспышка радиоактивности, приуроченная к холодному моменту ритма плейстоцена (и, может быть, совпадающая с холодным моментом геологического ритма), вызвала мутацию, в результате которой на Земле появился человек. Это был археоантроп или питекантроп, живший в древнюю палеолитическую эпоху или в эоплейстоцене и раннем плейстоцене. Орудиями его были грубо обтесанные камни и так называемые рубила. Последовательность культур, связанных с археоантропом, такова: культура галек - шельская - ашельская культура; последняя частично распространилась и на средний плейстоцен.
В конце раннего - начале среднего плейстоцена питекантроп вымирает. Его место занимает палеоантроп, живший в эпоху среднего палеолита. Неандертальцы большей частью обитали в пещерах и занимались охотой. Они создали несколько культур, из которых особенно важны культуры мустье и леваллуа. Первая берет начало с днепровского оледенения, т. е. примерно 100 тыс. лет назад, вторая - с лихвинского межледниковья, т. е. примерно 140 тыс. лет назад. Если судить по культуре леваллуа, то появление неандертальца надо отнести приблизительно к 140 тыс. лет назад. В это время какого-либо переломного момента ритма плейстопена не было. Но примерно к этому времени, 146 тыс. лет назад, приурочен узел ритма, т.е. пересечение кривых теплообеспеченности и увлажненности. А при рассмотрении геологического ритма уже было показано, что узлы ритма также связаны со вспышками радиоактивности.
Время исчезновения палеоантропа и замены его неоантропом - кроманьонцем установлено достаточно точно. Слои финального мустье в наскальном навесе Ла-Кина имеют датировку 3525±530 лет назад. Самые древние датировки позднего палеолита, 38160±1250 и 38320±2480 лет назад, получены из отложений в пещере Нетопержевой около Кракова. Теперь можно с большей степенью уверенности сказать, что три самых главных этапа в истории человечества контролируются тремя характерными моментами ритма плейстоцена.
Внутренняя структура плейстоцена образована последовательными проявлениями 40700-летнего ритма. Всего на плейстоцен падают пять реализаций 40700-летнего ритма. За это время ритм прошел по меньшей мере через 29 характерных моментов (20 переломных точек и узлов), которые должны были отмечаться вспышками естественной радиоактивности и сопровождаться перестройками человеческого общества. Конечно, энергия вспышек по ходу 40700-летнего ритма во много раз ниже, чем по ходу ритма плейстоцена. Поэтому вряд ли можно допустить, чтобы по ходу 40700-летнего ритма существенно менялся тип человека. По-видимому, изменения, вызываемые вспышками радиоактивности, в основном сопровождались сменами культур внутри уже установившихся типов.
Наши знания о древнем и среднем палеолите еще очень фрагментарны. Поэтому восстановить последовательность культур палеоантропа и тем более, привязать их к хронологической последовательности, вероятно, нельзя. Это можно сделать (и то приблизительно) для позднего палеолита, начавшегося не ранее 40 тыс. лет назад.
Примерно 40 тыс. лет назад произошла смена палеоантропа неоантропом. Однако исчезновение неандертальца и появление кроманьонца не следует рассматривать как моментальный акт. Кризис, имевший место 40 тыс. лет назад, нанес смертельный удар неандертальцу и его культуре мустье, но полностью их не уничтожил. Иначе трудно объяснить датировки финального мустье порядка 35 тыс. лет назад. С этим же кризисом, видимо, связано появление кроманьонца (датировки порядка 38 тыс. лет назад). В общем, ранний период позднего палеолита, когда доживал свой век неандерталец и только-только начал жить кроманьонец, можно с одинаковым основанием относить и к среднепалеолитической культуре финального мустье и к позднепалеолитической культуре ориньяк.
Общая численность населения в то время, по-видимому, сильно сократилась. Л.С. Серебрянный пишет, что между концом мустье и началом позднего палеолита в Западной Европе намечается разрыв примерно в 10 тыс. лет. С.Г. Неручев связывает завершение среднего палеолита и начало позднего палеолита в конце рисс-вюрма с заражением Земли ураном, которое должно было значительно усилить мутагенез.
Абсолютное преобладание позднепалеолитических памятников относится ко времени позже 33-34 тыс. лет назад. Эта культура получила наименование ориньяк (перигор). Примерно 25 тыс. лет назад ее сменила культура солютре, которая в свою очередь около 17-20 тыс. лет назад уступила место культуре мадлен (граветт). На границе плейстоцена и голоцена поздний палеолит закончился и начался мезолит с его культурой азиль.
Какие данные характеризуют переход от палеолита к мезолиту? По сообщениям П.М. Долуханова, в азильскую эпоху плотность населения на территории Франции уменьшилась. С.Г. Неручев отмечает падение уровня культуры. Так, мезолитические азильские орудия по сравнению с мадленскими грубы и неуклюжи. Вместо поразительно развитого реалистического искусства позднего палеолита для азиля характерны лишь гальки с абстрактными и примитивными узорами. На границе плейстоцена и голоцена С.Г. Неручев регистрирует повышенную концентрацию урана и сапропелевого органического вещества. По его мнению, эта вспышка радиоактивности, способствуя, с одной стороны, прогрессивному развитию человека, с другой, вызывает упадок культуры.
Во время климатического оптимума голоцена осуществлялся переход от мезолита к неолиту. В связи с этим очень симптоматично звучит фраза С.Г. Неручева о том, что «почти полное отсутствие населения во время проявления «климатического оптимума» выглядит довольно странным, если не принимать в расчет проявившейся радиоактивности среды». Характерные моменты 40700-летнего ритма, по-видимому, в некоторой степени воздействуют и на физический тип человека. Так, расчетами Г.Ф. Дебеца установлено, что в интервале между 8-4 тыс. лет назад произошло скачкообразное изменение массивности черт человека.
По-видимому, характерные моменты 40700-летнего ритма более или менее совпадают с кратковременными инверсиями геомагнитного поля Земли. За последние 70 млн. лет инверсии (изменение знака поля) происходили не менее 3-х раз за каждый миллион лет. Продолжительность наиболее коротких из обнаруженных периодов с постоянным направлением поля около 40-50 тыс. лет. Однако существовали и длительные периоды постоянного знака поля. Например, в период, близкий к меловому (более 40 млн. лет назад), знак полярности оставался неизменным, вероятно, многие миллионы лет.
Исследования показывают, что в период геомагнитных отклонений на планете свирепствовали жуткие катастрофы, которые и вызвали резкие скачки в эволюции Земли и биосферы. Распад Гондваны - древнего суперконтинента в южном полушарии, исчезновение Океана Тетис, образование Атлантического и Тихого океанов, другие крупнейшие катаклизмы и события громыхали именно тогда, когда отмечались глобальные колебания магнитного поля Земли, которые, несомненно, влияют и на состояние земной коры. То есть после смены полярности затухали или набирали силу тектонические процессы, начиналась или заканчивалась магматическая активность, усиливался или ослабевал вулканизм, увеличивался или понижался уровень морей, менялся климат.
Во время переполюсовки - инверсий, когда величина геомагнитного поля резко уменьшается и даже может исчезнуть, Земля, лишаясь своей магнитной брони, на какой-то период остается незащищенной и на нее обрушивается вся мощь жестких потоков солнечной и космической радиации. Геомагнитное поле есть та самая нить, которая соединяет неживое с биосферой. Магнитные колебания трансформируют и генетику - вызывают мутации.
В новейшей истории человечества ведущую роль играют не столько смены культур, сколько смены цивилизаций. Понятие цивилизации включает широкий круг явлений. Это культурный, технический подъем, взлет литературы, искусства, архитектуры, строительство городов, увеличение численности населения и многое другое. Нас интересует сам факт активизации крупных общностей людей и ее связь с природными ритмами.
Античная цивилизация относится ко второй половине I тысячелетия до н.э. и первым векам нашей эры. Современная цивилизация началась с эпохи Возрождения и достигла своего апогея в наше время. Между ними более тысячи лет продолжалось средневековье - эпоха несомненного упадка цивилизации. Но ведь две последние многовековые стадии горного оледенения - эгезен (VI) и фернау (VII) - кульминировали, соответственно, на протяжении нескольких столетий около границы эр и в XVII-XIX вв. Значит, они почти точно совпадают по времени с античной и современной цивилизациями. Наиболее полную характеристику и широкую панораму подъема, расцвета и заката этих двух «волн» цивилизации приводит О. Шпенглер в своей книге «Закат Европы».
В.М. Массон пишет, что «четыре тысячи лет назад общество южных областей Средней Азии находилось на пороге рождения городских цивилизаций». В это время распространилось искусственное орошение в земледелии. В это же время получила развитие цивилизация Хараппы в Индии. Казалось, человечество подошло к этапу раннеклассического общества. Однако «произошло нечто, совсем противоположное. Вместо подъема и прогресса мы видим повсюду упадок и разорение. Приходят в запустение поселения-гиганты... Этот упадок виден во всех областях культуры... Грань цивилизации, порог раннеклассического общества оказались неперейденными». И далее В.М. Массон пишет: «В то же II тысячелетие до н.э. отмечается явный регресс в областях, расположенных на противоположных полюсах тогдашнего цивилизованного мира. В Греции и на Кипре в XIII-XII вв. до н.э. приходит в упадок крито-микенская культура... Еще более ошеломляющим было запустение в середине II тысячелетия до нашей эры гиганских древнеиндийских городов, известных нам, как и Намазга-депе, по позднему названию их руин – Мохенджо-Даро и Хараппы». Приведем также цитату Т. Хейердала об этом времени: «Всеобъемлющее крушение цивилизаций Восточного Средиземноморья датируется приблизительно 1200 г. до нашей эры... К датам около 3100 и 1200 гг. до н. э. привязаны чрезвычайно важные эпохи в истории Средиземноморья и Ближнего Востока. В первом случае видим ломку культур на средиземноморских островах и возникновение первых династий Египта и Двуречья, во втором - опять ломка сложившихся обществ, конец старых династий, поиски крупными этническими группами новых мест обитания».
Заключение
Что может ожидать современное человечество? Профессор Г. Петрова пишет: «Похоже, мы попали на какую-то периодическую ветвь. Известны циклы в десятки, сотни миллионов лет, отражающие явления в мантии Земли. А процессы, связанные с утеканием энергии из жидкого ядра планеты, имеют свой 10 000-летний цикл, который, видимо, и вызвал нынешний спад магнитного момента, а стало быть, мы живем накануне инверсии. Если это так, то от этой катастрофы нас отделяют, по крайней мере, 5 тыс. лет. Другое дело - экскурс, когда наши полюса меняются местами, и очень быстро, скажем, в течение каких-то ста лет! Но, замечу, человечество благополучно пережило несколько подобных экскурсов - последний случился 3 тыс. лет назад - без каких-либо потрясений».
Существует мнение: если геомагнитное поле и впредь будет хиреть такими же темпами, то примерно через 2 тыс. лет оно вообще исчезнет, о чем вроде бы говорят расчеты, сделанные по намагниченными предметам древнеримской керамики. Кто-то называет и куда меньшие сроки. Скажем, немецкие ученые из Геоцентра в Потсдаме заключают: «Многое свидетельствует в пользу того, что в скором времени на Земле вновь произойдет смена магнитных полюсов, как это уже было более сотни раз за последние 40 млн. лет. В этом случае наша планета окажется практически беззащитной перед лицом космического излучения. Электронные приборы могут перестать работать, системы связи и радарные системы придут в негодность»...
Как это отразится на биосфере и человечестве, какие при этом могут быть потрясения – вопрос наиглавнейший и в настоящее время не решенный.
Список использованной литературы
1. Биологические часы / Пер. с англ. под ред. С.Э. Шноля. М.: Мир, 1964.
2. Биологические ритмы / Под ред. Ю. Ашоффа. М.: Мир, 1984.
3. Бюннинг Э. Ритмы физиологических процессов (Физиологические часы) / Пер. с нем. под ред. И.И. Гунара. М.: ИЛ, 1961.
4. Крушанов А.А. Формирование новой парадигмы. Сб. статей, Москва, 2001.
5. Максимов Е.В. Ритмы на Земле и в Космосе. Изд. С.-Пб ун-та, 1995, 323 с.
6. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли.
7. Щербиновский Н.С.. Сезонные явления в природе. ОГИЗ. СЕЛЬХОЗОГИЗ.: М.,1987.
8. Старикович С. Всё циклично в этом мире // «Химия и Жизнь» №5, 1981г., С. 40-43.
1850-летний ритм общей увлажненности. А.В. Шнитниковым установлено, что горные ледники с момента максимума последней ледниковой эпохи, именуемой вюрмом, повсеместно сокращались и отступали все выше и выше в горы. Это сокращение было не постепенным, а носило стадиальный возвратно-поступательный характер по принципу: «два шага назад - шаг вперед - два шага назад и т. д.». В периоды стабилизации концов ледников образовывались стадиальные конечные морены. Стадиальность горных ледников обусловлена 1850-летним ритмом общей увлажненности, который, в свою очередь, связан с изменчивостью приливообразующих сил Луны и Солнца, открытой шведским ученым О. Петтерссоном в начале века.
Каждый 1850-летний ритм подразделяется на две фазы: теплую и сухую длинную (около 1200 лет), холодную и влажную короткую (около 400 лет) - и переходные этапы. Движение Солнца, Земли и Луны в пространстве создает сложную и меняющуюся во времени картину взаимодействия приливообразующих сил на Земле. Когда приливообразующие силы Луны и Солнца суммируются, то высота прилива на Земле возрастает и происходит более значительное перемешивание вод океана. На поверхности оказываются холодные глубинные воды, и климат становится более прохладным и более влажным. Горные ледники на фоне их общего сокращения активизируются, продвигаются вниз и откладывают конечные морены. Между этими короткими и энергичными этапами приливообразующие силы Луны и Солнца ослабляют друг друга. Перемешивание вод океана становится менее значительным, и на Земле устанавливаются более теплые и более сухие условия.
40700-летний ритм. Характеристики земной орбиты периодически меняются, хотя изменения эти в целом незначительны. Так, наклон земной оси к плоскости земной орбиты, или наклон эклиптики, меняется с периодом 40700 лет в пределах 2,5 (между 22 и 24,5). Например, в 1950 г. наклон эклиптики был равен 23о26′45′′ и с тех пор ежегодно уменьшается на 0,47′′. Когда наклон оси уменьшается, сокращаются теплый и холодный климатический пояса и расширяются области умеренного климата; при увеличении наклона оси картина будет обратной. Эксцентриситет земной орбиты меняется с периодом 92000 лет, амплитуда колебаний заключается между 0 и 0,068. Это значит, что орбита Земли изменяется от круговой до эллиптической.
Если эксцентриситет увеличивается и одновременно летние месяцы совпадают с малым расстоянием между Землей и Солнцем, то лето в Северном полушарии становится теплее. Если же эксцентриситет увеличивается, но летние месяцы приходятся на большее расстояние между Землей и Солнцем, то лето будет холоднее. Наконец, момент весеннего равноденствия обегает всю орбиту за 21000 лет (прецессия равноденствий), при этом летние месяцы могут совпадать с большим и малым расстояниями Земли от Солнца.
М. Миланкович математически суммировал все три эффекта: наклон эклиптики, эксцентриситет орбиты и прецессию равноденствия и установил, что ритмические колебания в облучении Земли, связанные с орбитальными неравенствами, осуществлялись параллельно пульсациям Земли и Солнца, а значит, и параллельно изменениям палеогеографической обстановки. 1850-летний ритм общей увлажненности через 40700-летний ритм связан с орбитальным ритмом Миланковича.
Галактический ритм. Это положение закладывает, по мнению Миланковича, основы теории возникновения Земли. Средний интервал между вспышками ядра Галактики составляет 40 млн. лет, а между переломными моментами геологического ритма – 41 млн. лет. Среднее отклонение одних от других ±15 млн. лет.
Сказанное дает основание предполагать, что переломные моменты геологического ритма контролируются вспышками ядра Галактики - это одно из самых замечательных открытий в области геологии, сделанное в XX в. Суть этого открытия заключается в том, что в геологической истории регулярно имели место эпохи радиоактивного заражения, в которые накапливались отложения, обогащенные органическим веществом, осадочным ураном и фосфором. Периодичность этих эпох 31-32 млн. лет. По теории С.Г. Неручева, осадки, обогащенные органическим веществом, фосфором и ураном, накапливались в этапы значительной активизации рифтовых систем, которые были связаны с эпохами пульсационного расширения Земли. Понимать это можно однозначно: радиоактивное вещество поступало из недр Земли.
Радиоактивное заражение среды способствовало пышному расцвету фитопланктона и отложению сапропелевых илов, с одной стороны, и угнетению наземной растительности - с другой. Существенное повышение концентрации урана усиливало мутационный процесс, видообразование и вымирание. В итоге с этими эпохами связано образование сапропелевых сланцев, крупнейших нефтяных месторождений, ураноносных сланцев, фосфоритов, месторождений осадочного урана и т. п.
Можно привести следующие обоснования выше сказанному. Оболочки, сбрасываемые ядром Галактики, в первом приближении рассматриваются как круглые (точнее, сферические). Сбрасывание их происходит в среднем через 40-41 млн. лет (четыре раза за ритм продолжительностью 160 млн. лет). Если бы орбита Солнечной системы по отношению к ядру Галактики была круговой, то Земля через каждые 40 млн. лет попадала бы в сферу действия очередной оболочки. Соответственно, радиоактивное заражение Земли осуществлялось бы с интервалом в 40 млн. лет (а не 31-32 млн. лет, как у С. Г. Неручева).
Земля вместе с Солнечной системой обращается по эллиптической орбите вокруг ядра Галактики с периодом обращения, именуемый галактическим годом (чаще всего определяется в 180-200 млн. лет). За галактический год должно произойти пять (или около пяти) вспышек ядра. При условии эллиптичности орбиты оболочка, достигнув солнечной орбиты по направлению малой оси эллипса, повторно достигнет ее по направлению большой оси.
За галактический год подобная ситуация повторится дважды с интервалом примерно в половину галактического года. Понять это можно так. При эллиптичности орбиты Земля дважды за галактический год будет находиться на коротком расстоянии от ядра Галактики. Оболочка, настигающая Землю в это время, неизбежно настигнет ее второй раз тогда, когда Земля переместится на длинное расстояние от ядра. Следовательно, за галактический год должно произойти пять вспышек ядра Галактики (и пять этапов горообразования на Земле). Радиоактивных эпох за это время будет не пять, а семь – через каждые 31-32 млн. лет (именно так, как у С.Г. Неручева).
2. Природные ритмы и человечество
В самом общем случае в эволюции человека можно выделить три основных этапа: появление археоантропа, смена археоантропа палеоантропом и смена палеоантропа неоантропом. Последняя крупная перестройка в органическом мире относится к границе, определяемой в интервале от 1,3 до 0,9 млн. лет назад. Человек, судя по данным, приводимым В.А. Зубаковым, появился несколько раньше – 1,6-1,4 млн. лет назад в Восточной Африке.Очень вероятно, что вспышка радиоактивности, приуроченная к холодному моменту ритма плейстоцена (и, может быть, совпадающая с холодным моментом геологического ритма), вызвала мутацию, в результате которой на Земле появился человек. Это был археоантроп или питекантроп, живший в древнюю палеолитическую эпоху или в эоплейстоцене и раннем плейстоцене. Орудиями его были грубо обтесанные камни и так называемые рубила. Последовательность культур, связанных с археоантропом, такова: культура галек - шельская - ашельская культура; последняя частично распространилась и на средний плейстоцен.
В конце раннего - начале среднего плейстоцена питекантроп вымирает. Его место занимает палеоантроп, живший в эпоху среднего палеолита. Неандертальцы большей частью обитали в пещерах и занимались охотой. Они создали несколько культур, из которых особенно важны культуры мустье и леваллуа. Первая берет начало с днепровского оледенения, т. е. примерно 100 тыс. лет назад, вторая - с лихвинского межледниковья, т. е. примерно 140 тыс. лет назад. Если судить по культуре леваллуа, то появление неандертальца надо отнести приблизительно к 140 тыс. лет назад. В это время какого-либо переломного момента ритма плейстопена не было. Но примерно к этому времени, 146 тыс. лет назад, приурочен узел ритма, т.е. пересечение кривых теплообеспеченности и увлажненности. А при рассмотрении геологического ритма уже было показано, что узлы ритма также связаны со вспышками радиоактивности.
Время исчезновения палеоантропа и замены его неоантропом - кроманьонцем установлено достаточно точно. Слои финального мустье в наскальном навесе Ла-Кина имеют датировку 3525±530 лет назад. Самые древние датировки позднего палеолита, 38160±1250 и 38320±2480 лет назад, получены из отложений в пещере Нетопержевой около Кракова. Теперь можно с большей степенью уверенности сказать, что три самых главных этапа в истории человечества контролируются тремя характерными моментами ритма плейстоцена.
Внутренняя структура плейстоцена образована последовательными проявлениями 40700-летнего ритма. Всего на плейстоцен падают пять реализаций 40700-летнего ритма. За это время ритм прошел по меньшей мере через 29 характерных моментов (20 переломных точек и узлов), которые должны были отмечаться вспышками естественной радиоактивности и сопровождаться перестройками человеческого общества. Конечно, энергия вспышек по ходу 40700-летнего ритма во много раз ниже, чем по ходу ритма плейстоцена. Поэтому вряд ли можно допустить, чтобы по ходу 40700-летнего ритма существенно менялся тип человека. По-видимому, изменения, вызываемые вспышками радиоактивности, в основном сопровождались сменами культур внутри уже установившихся типов.
Наши знания о древнем и среднем палеолите еще очень фрагментарны. Поэтому восстановить последовательность культур палеоантропа и тем более, привязать их к хронологической последовательности, вероятно, нельзя. Это можно сделать (и то приблизительно) для позднего палеолита, начавшегося не ранее 40 тыс. лет назад.
Примерно 40 тыс. лет назад произошла смена палеоантропа неоантропом. Однако исчезновение неандертальца и появление кроманьонца не следует рассматривать как моментальный акт. Кризис, имевший место 40 тыс. лет назад, нанес смертельный удар неандертальцу и его культуре мустье, но полностью их не уничтожил. Иначе трудно объяснить датировки финального мустье порядка 35 тыс. лет назад. С этим же кризисом, видимо, связано появление кроманьонца (датировки порядка 38 тыс. лет назад). В общем, ранний период позднего палеолита, когда доживал свой век неандерталец и только-только начал жить кроманьонец, можно с одинаковым основанием относить и к среднепалеолитической культуре финального мустье и к позднепалеолитической культуре ориньяк.
Общая численность населения в то время, по-видимому, сильно сократилась. Л.С. Серебрянный пишет, что между концом мустье и началом позднего палеолита в Западной Европе намечается разрыв примерно в 10 тыс. лет. С.Г. Неручев связывает завершение среднего палеолита и начало позднего палеолита в конце рисс-вюрма с заражением Земли ураном, которое должно было значительно усилить мутагенез.
Абсолютное преобладание позднепалеолитических памятников относится ко времени позже 33-34 тыс. лет назад. Эта культура получила наименование ориньяк (перигор). Примерно 25 тыс. лет назад ее сменила культура солютре, которая в свою очередь около 17-20 тыс. лет назад уступила место культуре мадлен (граветт). На границе плейстоцена и голоцена поздний палеолит закончился и начался мезолит с его культурой азиль.
Какие данные характеризуют переход от палеолита к мезолиту? По сообщениям П.М. Долуханова, в азильскую эпоху плотность населения на территории Франции уменьшилась. С.Г. Неручев отмечает падение уровня культуры. Так, мезолитические азильские орудия по сравнению с мадленскими грубы и неуклюжи. Вместо поразительно развитого реалистического искусства позднего палеолита для азиля характерны лишь гальки с абстрактными и примитивными узорами. На границе плейстоцена и голоцена С.Г. Неручев регистрирует повышенную концентрацию урана и сапропелевого органического вещества. По его мнению, эта вспышка радиоактивности, способствуя, с одной стороны, прогрессивному развитию человека, с другой, вызывает упадок культуры.
Во время климатического оптимума голоцена осуществлялся переход от мезолита к неолиту. В связи с этим очень симптоматично звучит фраза С.Г. Неручева о том, что «почти полное отсутствие населения во время проявления «климатического оптимума» выглядит довольно странным, если не принимать в расчет проявившейся радиоактивности среды». Характерные моменты 40700-летнего ритма, по-видимому, в некоторой степени воздействуют и на физический тип человека. Так, расчетами Г.Ф. Дебеца установлено, что в интервале между 8-4 тыс. лет назад произошло скачкообразное изменение массивности черт человека.
По-видимому, характерные моменты 40700-летнего ритма более или менее совпадают с кратковременными инверсиями геомагнитного поля Земли. За последние 70 млн. лет инверсии (изменение знака поля) происходили не менее 3-х раз за каждый миллион лет. Продолжительность наиболее коротких из обнаруженных периодов с постоянным направлением поля около 40-50 тыс. лет. Однако существовали и длительные периоды постоянного знака поля. Например, в период, близкий к меловому (более 40 млн. лет назад), знак полярности оставался неизменным, вероятно, многие миллионы лет.
Исследования показывают, что в период геомагнитных отклонений на планете свирепствовали жуткие катастрофы, которые и вызвали резкие скачки в эволюции Земли и биосферы. Распад Гондваны - древнего суперконтинента в южном полушарии, исчезновение Океана Тетис, образование Атлантического и Тихого океанов, другие крупнейшие катаклизмы и события громыхали именно тогда, когда отмечались глобальные колебания магнитного поля Земли, которые, несомненно, влияют и на состояние земной коры. То есть после смены полярности затухали или набирали силу тектонические процессы, начиналась или заканчивалась магматическая активность, усиливался или ослабевал вулканизм, увеличивался или понижался уровень морей, менялся климат.
Во время переполюсовки - инверсий, когда величина геомагнитного поля резко уменьшается и даже может исчезнуть, Земля, лишаясь своей магнитной брони, на какой-то период остается незащищенной и на нее обрушивается вся мощь жестких потоков солнечной и космической радиации. Геомагнитное поле есть та самая нить, которая соединяет неживое с биосферой. Магнитные колебания трансформируют и генетику - вызывают мутации.
В новейшей истории человечества ведущую роль играют не столько смены культур, сколько смены цивилизаций. Понятие цивилизации включает широкий круг явлений. Это культурный, технический подъем, взлет литературы, искусства, архитектуры, строительство городов, увеличение численности населения и многое другое. Нас интересует сам факт активизации крупных общностей людей и ее связь с природными ритмами.
Античная цивилизация относится ко второй половине I тысячелетия до н.э. и первым векам нашей эры. Современная цивилизация началась с эпохи Возрождения и достигла своего апогея в наше время. Между ними более тысячи лет продолжалось средневековье - эпоха несомненного упадка цивилизации. Но ведь две последние многовековые стадии горного оледенения - эгезен (VI) и фернау (VII) - кульминировали, соответственно, на протяжении нескольких столетий около границы эр и в XVII-XIX вв. Значит, они почти точно совпадают по времени с античной и современной цивилизациями. Наиболее полную характеристику и широкую панораму подъема, расцвета и заката этих двух «волн» цивилизации приводит О. Шпенглер в своей книге «Закат Европы».
В.М. Массон пишет, что «четыре тысячи лет назад общество южных областей Средней Азии находилось на пороге рождения городских цивилизаций». В это время распространилось искусственное орошение в земледелии. В это же время получила развитие цивилизация Хараппы в Индии. Казалось, человечество подошло к этапу раннеклассического общества. Однако «произошло нечто, совсем противоположное. Вместо подъема и прогресса мы видим повсюду упадок и разорение. Приходят в запустение поселения-гиганты... Этот упадок виден во всех областях культуры... Грань цивилизации, порог раннеклассического общества оказались неперейденными». И далее В.М. Массон пишет: «В то же II тысячелетие до н.э. отмечается явный регресс в областях, расположенных на противоположных полюсах тогдашнего цивилизованного мира. В Греции и на Кипре в XIII-XII вв. до н.э. приходит в упадок крито-микенская культура... Еще более ошеломляющим было запустение в середине II тысячелетия до нашей эры гиганских древнеиндийских городов, известных нам, как и Намазга-депе, по позднему названию их руин – Мохенджо-Даро и Хараппы». Приведем также цитату Т. Хейердала об этом времени: «Всеобъемлющее крушение цивилизаций Восточного Средиземноморья датируется приблизительно 1200 г. до нашей эры... К датам около 3100 и 1200 гг. до н. э. привязаны чрезвычайно важные эпохи в истории Средиземноморья и Ближнего Востока. В первом случае видим ломку культур на средиземноморских островах и возникновение первых династий Египта и Двуречья, во втором - опять ломка сложившихся обществ, конец старых династий, поиски крупными этническими группами новых мест обитания».
Заключение
Что может ожидать современное человечество? Профессор Г. Петрова пишет: «Похоже, мы попали на какую-то периодическую ветвь. Известны циклы в десятки, сотни миллионов лет, отражающие явления в мантии Земли. А процессы, связанные с утеканием энергии из жидкого ядра планеты, имеют свой 10 000-летний цикл, который, видимо, и вызвал нынешний спад магнитного момента, а стало быть, мы живем накануне инверсии. Если это так, то от этой катастрофы нас отделяют, по крайней мере, 5 тыс. лет. Другое дело - экскурс, когда наши полюса меняются местами, и очень быстро, скажем, в течение каких-то ста лет! Но, замечу, человечество благополучно пережило несколько подобных экскурсов - последний случился 3 тыс. лет назад - без каких-либо потрясений».
Существует мнение: если геомагнитное поле и впредь будет хиреть такими же темпами, то примерно через 2 тыс. лет оно вообще исчезнет, о чем вроде бы говорят расчеты, сделанные по намагниченными предметам древнеримской керамики. Кто-то называет и куда меньшие сроки. Скажем, немецкие ученые из Геоцентра в Потсдаме заключают: «Многое свидетельствует в пользу того, что в скором времени на Земле вновь произойдет смена магнитных полюсов, как это уже было более сотни раз за последние 40 млн. лет. В этом случае наша планета окажется практически беззащитной перед лицом космического излучения. Электронные приборы могут перестать работать, системы связи и радарные системы придут в негодность»...
Как это отразится на биосфере и человечестве, какие при этом могут быть потрясения – вопрос наиглавнейший и в настоящее время не решенный.
Список использованной литературы
1. Биологические часы / Пер. с англ. под ред. С.Э. Шноля. М.: Мир, 1964.
2. Биологические ритмы / Под ред. Ю. Ашоффа. М.: Мир, 1984.
3. Бюннинг Э. Ритмы физиологических процессов (Физиологические часы) / Пер. с нем. под ред. И.И. Гунара. М.: ИЛ, 1961.
4. Крушанов А.А. Формирование новой парадигмы. Сб. статей, Москва, 2001.
5. Максимов Е.В. Ритмы на Земле и в Космосе. Изд. С.-Пб ун-та, 1995, 323 с.
6. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли.
7. Щербиновский Н.С.. Сезонные явления в природе. ОГИЗ. СЕЛЬХОЗОГИЗ.: М.,1987.
8. Старикович С. Всё циклично в этом мире // «Химия и Жизнь» №5, 1981г., С. 40-43.
