Юрий Губин - Происхождение человека и человечества.
На протяжении последнего миллиона лет на фоне существенного, постоянного полярного оледенения, в Антарктике, происходили циклические колебания оледенений в северном полушарии и связанные с ними колебания температуры воздуха в средних широтах. При этом в северном полушарии разрастались огромные ледниковые покровы, близкие по размерам к антарктическому, а колебания температуры в средних широтах были равны колебаниям температуры за все предшествующие 60 – 70 миллионов лет, то есть составляли 10 – 12 градусов Цельсия.
Число наступлений Антарктического ледникового покрова и связанные с ними колебания температуры и влажности, в целом, согласуются с числом изученных разрастаний ледникового покрова в северном полушарии. Колебание их размеров происходили в целом синхронно, только в южном полушарии были естественные границы разрастания – обрыв континентального склона, который был местом рождения айсбергов.
Кроме геолого-географических, сугубо Земных факторов, о которых мы говорили выше, имеется и вторая группа – астрономические, при которых изменения климата зависят:
-от изменения количества радиации Солнца;
-от положения Земли относительно Солнца, т. е. изменение эксцентриситета орбиты
-от положения Земной поверхности относительно угла потока солнечной радиации, т. е. изменение наклона оси планеты
-изменение времени наступления равноденствий
Величина Солнечной постоянной (20 ккал см.кв. мин) может изменяться на 3 – 5% в зависимости от изменения расстояния Земли от Солнца. Огромное число геофизических, метеорологических и биологических явления, происходящих на Земле, - это прямое отражение физических процессов происходящих на нашем светиле. На его поверхности наблюдается целый комплекс явлений связанных между собой и изменяющихся во времени. В совокупности данные явления представляют собой единый периодический процесс называемый солнечной активностью. Установлены ритмы длительности этих процессов в 11, 22, 35, и 80 – 90 лет. Когда детально были исследованы древние отложения в озёрах Австралии, то было установлено, что периодические чередования плотности отложений с 11-, 22- и 90-летней цикличностью неизменны в течение всех последних 600 миллионов лет.
Установлено, что орбитальные климатические ритмы – 400 тыс.; 1,25; 2,55; 3,8 млн. лет, являются рабочими хронометрами биосферы, причём 400 тысячелетний ритм служит основной причиной крупнопериодических изменений климата и эволюции органического мира в эпохи плейстоцена и плиоцена. Внутри данный ритм делится на 6 – 8 фаз, причём становление и развитие биогенного вещества в биосфере планеты полностью подчиняется этому климатическому ритму с его фазами. Так, события крайней специализации фауны млекопитающих происходит в конце 5-ой фазы, а её конец характеризуется великим вымиранием млекопитающих плиоцена и плейстоцена: мамонтовая фауна исчезла 10 – 12 тысяч лет тому назад.
При каждой вспышке активности Солнца, природа Земли приходит в неистовство. Каждый раз, все без исключения явления на планете, синхронно, приступообразно, в мёртвом и живом царстве, приходят в конвульсивное содрогание. Страшные ливни, наводнения, смерчи, торнадо, ураганы, землетрясения, вулканическая деятельность, магнитные и электрические бури и сокрушительные грозы… Эпидемии и пандемии, эпизоотии и эпифитии проносятся по земному шару и воздействуют по принципу – где тонко там и рвётся. Появляются резкие уклонения от обычного хода хронических и острых заболеваний. Общая смертность во всех странах в годы активного Солнца, достигают своих максимальных значений. Инфекционные заболевания претерпевают необычайные модификации. Число мутаций у растений резко увеличивается. Саранчовые в эти годы совершают опустошительные полёты. Всё живое и неживое приходит в эти годы в движение.
Таким образом, солнечная активность, конечно, влияет не многие природные процессы в биосфере земли, однако пока имеется мало данных, свидетельствующих о её влиянии на климат планеты в целом. Все что вышеперечисленно это своего рода разовые команды, влияющие на погоду, но ни как не на климат.
К началу Кайнозойской эры светимость Солнца практически достигла современной величины. Поэтому изменение климата, за последние 60 – 70 миллионов лет, можно рассматривать как функцию только земных причин. Если не брать во внимание гипотезу о прохождении Солнечной системы через пылевое облако. Но все-таки картину изменения климата по земным причинам усугубляют и космические. А конкретно, изменение количества солнечной энергии поступающей на землю
На неравномерное распределение солнечной радиации по поверхности Земли, в связи с изменениями элементов земной орбиты, впервые указал английский астроном Д. Кроль в 1875 году. Однако эта гипотеза получила широкую известность лишь после того, как её принципы математически обосновал югославский ученый Меленкович.
Изменение количества солнечной радиации получаемой Землёй, это не колебания светимости Солнца, а изменения параметров Земной орбиты и угла наклона оси вращения к её плоскости. По этой причине Земля получает разное количество солнечной энергии.
Максимальный эксцентриситет орбиты Земли равен 0,0658, а современный 0, 017. Изменение длины орбиты предопределяет неравную длительность двух половин года между весенним и осенним равноденствиями. Любой наш отрывной календарь покажет, что летнее полугодие в северном полушарии длится 186 суток, а зимнее 179. Изменение эксцентриситета происходит в течение 92 тысяч лет. В эпоху его минимума по этой причине поглощение солнечной радиации сокращалось очень даже заметно, и температура снижалась примерно на 1,4 градуса, чем это было на круговой орбите. Колебания солнечной постоянной из-за изменения эксцентриситета земной орбиты существенны. Они не могут не сказываться на долгопериодических колебаниях климата.
Наша Земля не идеальный шар, а неправильно сплюснутый эллипсоид вращения, да ещё к тому же 3-х осный и потому плоскости его сечения относительно плоскости орбиты суть величины переменные, зависящие от угла наклона оси вращения. Это так называемый прецессионно – нутационный механизм, который обуславливает колебание Земли в потоке солнечной радиации, приблизительно равной 0,04 эргсек см.кв. в расчете на год в течение периода 6,5 тысячи лет, что составляет 0,25 периода прецессии – времени между прохождением перигелия соседними точками равноденствия и солнцестояния.
М. Меленкович в 1939 году обнаружил изменения эксцентриситета земной орбиты с периодом в 92 тысячи лет, наклона оси вращения к её плоскости в 40 тысяч лет и прецессионно - нутационные колебания с периодом в 26 тысяч лет. Ш.Г. Шараф и Н.А. Будникова в 1969 году обнаружили более длительные периоды изменений первых двух параметров: 1,2 миллиона лет и 0,2 миллиона лет соответственно. Последние и наиболее детальные их исследования показали, что эксцентриситет колеблется с периодом около 0,1; 0,425; и 1,2 миллиона лет, нутации с периодом 41 и 200 тысяч лет и прецессии- 21 тысячу лет. Это так называемый фактор Миланковича.
Сочетание этих механизмов даёт сложную картину вариаций потоков энергии, приводящую в моменты наличия экстремальных факторов, наложения максимального дефицита и суммарного снижения интенсивности солнечной радиации.
Исходя из расчётов, следует, что в период максимальной длины орбиты существует период в 6,5 тысяч лет, когда средняя температура на Земле может быть меньше минимальной в среднем ещё на 0,4 – 0,5 градусов. Такое сочетание возникает редко один раз в 3,8 миллионов лет. Достаточно в такой период концентрации углекислого газа в атмосфере снизиться до современных норм и в Антарктиде возникли условия для создания ледников. Это подтверждается найденными ископаемыми льдами возрастом от 3,7 до 4 миллионов лет. (Данные взяты из материалов Авсюга, Гросвальда опубликованных в 1971 г. «Кайнозойская история оледенения и климата Антарктиды».)
Куда во временном континууме Кайнозойской эры поместить эту бесконечно малую, но беспредельно важную точку в 6,5 тысяч лет. Откуда начать отсчёт этого 3,8 миллионолетнего периода, который повторяется с настойчивой периодичностью во все времена, чтобы определить влияние её на климат Земли. Данный момент очень интересен. Он является катализатором климатических «неурядиц» на планете. Давайте поместим эту точку поближе к ярко проявившему себя Виллафранкскому оледенению, пик которого приходился на 2,5 миллионов лет назад.
Расстановка материковых масс на поверхности Земли перед этим оледенением, связанные с этим движения вод мирового океана и соответственно перераспределение его теплых и холодных компонентов являлись предпосылками к грядущему похолоданию. Тектонические процессы на дне океана повлекли за собой опускание некоторых районов донной поверхности, что увеличило площадь поверхности суши в результате регрессии. Данное расширение площади материков в свою очередь увеличило отражающую способность поверхности Земли. В связи с этим появилось несколько новых, различных состояний природно-климатических компонентов.
