Структуры современных ландшафтов.

2.. Геологические циклы в истории Земли. «Цикличность» залежей в значительной мере отражает цикличность тектонических процес­сов — поднятий и опусканий земной коры, появлений суши на месте моря и, наоборот, наступления моря на сушу (трансгрессий). Эти процессы, естественно, влияли на продуктивность биосферы Земли, что нашло отражение и в органогенных следах давних эпох.

Характерная черта геологических циклов — их многоритмичность. В геологической истории Земли действует сразу, одновремен­но целая иерархия циклов самой различной продолжительности — от десятков лет до сотен миллионов лет.

«Естественно, возникает вопрос, — пишет акад. В. Д. Наливкин, — каковы же причины цикличности истории развития Земли и где они находятся? Точного ответа на него еще нельзя дать, но можно предположить, что причины мелкой цикличности… находятся в самом земном шаре, поскольку наблюдается изменение продол­жительности этих циклов. Причины же крупных циклов скорее все­го астрономические, так как продолжительность их остается посто­янной. Дело будущих исследований решить эти вопросы, уточнить системы цикличности, и тогда они, без сомнения, явятся основными вехами геологической истории».

Некоторые исследователи (например, Г. Ф. Лунгерсгаузен)предполагал, что при максимальном сближении Солнечной си­стемы с галактическим ядром его гравитационное воздействие на Землю становится наибольшим, что якобы стимулирует тектоничес­кую и вулканическую активность. С другой стороны, считали, что Солнечная система может периодически проходить через плотные облака космической пыли, а это порождает ледниковые периоды и эпохи.

Гипотеза известного советского астро­нома М. С. Эйгенсона, предполагавшего, что цикличность геологи­ческой истории есть отражение цикличности солнечной активности. ядерный реактор, именуемый нами Солнцем, существует и действует по меньшей мере 5 млрд. лет. За этот промежуток времени его излучение отличалось завидным постоянством. Между тем это постоянство кажущееся. Солнце можно считать постоянным излучателем лишь в первом, самом грубом приближе­на самом деле непрерывно изменяются и электромагнитное, корпускулярное излучение Солнца, причем все это уверенно фиксируется современными астрофизическими приборами. Широко вошед­ший в научный обиход термин «солнечная активность» в сущности означает физическую изменчивость Солнца.

Приметы этой изменчивости разнообразны. Наиболее ярко она выражается в численности солнечных пятен, факелов, протуберанцев и других активных образований, а также в колебаниях нетеплового радиоизлучения Солнца. Самое мощное проявление солнечной ак­тивности — хромосферные или солнечные вспышки, энерговыделение при которых равноценно одновременному взрыву десятков тысяч мегатонных ядерных бомб.

Когда Солнце переживает очередной «приступ» активности, рез­ко усиливаются его коротковолновое и длинноволновое излучения, бомбардировка Земли солнечными корпускулами (в основном про­тонами, альфа-частицами и электронами) становится более интен­сивной, и каждый поток корпускул не только будоражит земную атмосферу, но и несет с собой слабое «вмороженное» магнитное по­ле (напряженностью порядка 0,8* 10~3 А/м), которое порождает магнитную бурю. Солнечная корона простирается за орбиту Земли, и неудивительно, что, находясь постоянно внутри Солнца, весь зем­ной мир, все живое и неживое на нашей планете очень чутко реаги­рует на колебания солнечной активности

Самая главная черта солнечной активности — многоритмичность.

Механизм связи солнечной активности и стратификации геологи­ческих отложений вполне понятен. Работами чл.корр. АН СССР Э. Р. Мустеля и других советских ученых доказано, что вторжение солнечных корпускулярных потоков в земную атмосферу усиливает меридиональную атмосферную циркуляцию, а это в свою очередь приводит к образованию устойчивых циклонов и антициклонов. Солнечная активность — повышает циркуляцию в атмосфере и гидросфере, сглаживает температурные градиенты и в целом смягчает климати­ческую обстановку на земном шаре.

В периоды слабой активности Солнца меридиональный воздухо­обмен ослабевает, температурные контрасты растут, сильно остыв­шие полярные зоны распространяют холод в умеренные широты, и климат на Земле в целом становится холодным.

Так как всякие колебания погоды и климата прежде всего вы­ражаются в количестве осадков, то естественно, что солнечные рит­мы должны быть зафиксированы в геологических отложениях раз­ных эпох. И тут, изучая геологию, мы открываем множество циклов разной продолжительности, отраженных как и 11-летний цикл, в толщине, составе и размещении осадочных пород. Многоритмичная цикличность осадкообразования — вот что привле­кает внимание современного геолога и требует объяснения.

Некоторые из геологических циклов отражены в наблюдаемых явлениях солнечной активности (например, 33-летний брикнеров цикл, или «вековой» цикл, близкий к 80 годам), 600-летний цикл проявляется в количестве открываемых комет — ведь чем активнее Солнце, тем ярче светятся кометы (под действием солнечных кор­пускул), а значит, большая вероятность того, что их заметят с Земли.

чем длительнее цикл, тем более радикальные колебания земного климата ему соответствуют. Эти сложные яв­ления имели место на протяжении всей истории развития Земли. Как можно объяснить все это? Какой природный механизм обу­словливает климатические ритмы Земли?

Когда-то, миллиарды лет на­зад на Солнце начал действовать протон — протонный цикл ядер­ных реакций. Скорее всего это сопровождалось внутренней пере­стройкой Солнца и не прошло гладко, т. е. выделение энергии не сразу стало строго равномерным. Известно, что ядерные реакции чрезвычайно чувствительны к колебаниям температуры. Но тогда в Солнце мог легко возникнуть автоколебательный процесс, продол­жающийся и в наше время.

«Усиление выхода энергии из ядерного котла, — пишет М. С. Эйгенсон, — приводит вследствие расширения внутренних слоев к из­вестному и вообще небольшому падению центральной температуры. А это влечет за собой гораздо более значительное по масштабу ослабление выхода энергии. В результате весьма быстро прекра­щается процесс расширения внутренних областей Солниа. Таким образом, первоначальная ситуация более или менее полностью вос­производится, что и обеспечивает, возможно, цикличность этой сложной системы внутренних преобразований».

Если это так, то объяснение имеют и циклы Солнца, и порож­денные ими циклы Земли. Основной «тон» Солнца — это энергети­ческое колебание, растянувшееся примерно на 200 млн. лет. Все остальные, меньшие циклы — солнечные «обертоны», из которых 11-летний, по-видимому, самый короткий(27-дневный солнечный цикл связан с осевым вращением Солнца, а не с его энергетиче­скими колебаниями).

На все эти циклы чутко реагирует Земля. Наблюдаемое потеп­ление Арктики, очевидно, результат роста солнечной активности в «вековом» цикле. Периодические усыхания и увлажнения Сахары — следы 1800-летнего цикла. Наконец, в многократно повторяющихся ледниковых периодах и эпохах опять замешена «рука Солнца», ко­лебания его активности. А механизм во всех случаях по существу один — усиление или ослабление меридионального воздухообмена между полюсами и экватором. Разница лишь в длительности, амп­литуде, а следовательно, в масштабах земных событий.

Но это не все. Образование или таяние ледников изменяет на­грузки материковых плит, усиливая или ослабляя тектоническую и вулканическую деятельность. Хорошо известно, что периоды эво­люции органического мира Земли характеризуются прежде всего климатическими особенностями (например, суровый пермский пери­од или мягкий и теплый карбон). Создается впечатление, что Солн­це на протяжении всей истории развития Земли «дирижировало» ходом эволюции биосферы. Оно постоянно вмешивается в жизнь обитателей Земли и сегодня: солнечные ритмы четко отражены в жизни и поведении растений, животных, человека.