Перемещение земных полюсов
Всем известно, что Земля вращается вокруг своей оси, в результате чего происходит смена дня и ночи. Но насколько строго постоянно направление воображаемой земной оси в пространстве? Или это вращение вызывает перемещение земных полюсов?
Земля – вращающийся волчок
Наша Земля представляет собой в сущности колоссальный, постоянно вращающийся волчок, во многом похожий на игрушку, которую мы привыкли видеть в руках у детей. Как бы сильно вы этот детский волчок ни запустили, всё равно скорость его вращения через одну-две минуты начнёт замедляться, а верхний конец его оси станет описывать всё большие и большие окружности.
В конце концов, волчок упадёт. Что касается Земли, то она вращается подобно волчку вокруг своей оси уже несколько миллиардов лет. Ось ее вращения имеет всё время почти одно и то же направление в пространстве; иначе говоря, она перемещается параллельно сама себе, совершая, как говорят в механике, поступательное движение по орбите.
Но, строго говоря, и земная ось имеет некоторые небольшие отклонения от постоянного направления; однако эти отклонения настолько малы, что наличие их можно установить только через очень большие промежутки времени.
Так, например, за период около 26 тысяч лет земная ось описывает вокруг перпендикуляра к плоскости орбиты нашей планеты некоторую коническую поверхность. Гениальный математик Исаак Ньютон впервые объяснил это движение земной оси на основании открытого им закона всемирного тяготения, (подробнее: Закон падения тел).
Кроме того, земная ось совершает непрестанно небольшие колебания с периодом около 18,6 лет. Эти колебания носят название нутации. Экватор Земли перпендикулярен к оси вращения нашей планеты и вследствие этого, конечно, также перемещается, вызывая в свою очередь изменение широты точек, неподвижных на земной поверхности.
В 1884 году астроному Кюстнеру удалось обнаружить, что широты различных точек на поверхности Земли периодически изменяются.
Непрестанное перемещение земных полюсов
Впоследствии это было объяснено тем, что точки земных полюсов не являются неподвижными – пребывающими всё время строго в покое. Астрономические наблюдения показали, что оба полюса Земли непрестанно перемещаются, описывая некоторые неправильные круги то большего, то меньшего радиуса с периодом около 433 суток.
Знаменитый математик Леонард Эйлер в своих исследованиях показал, что такой сравнительно небольшой период, в течение которого перемещаются земные полюсы, свидетельствует о том, что внутренние части Земли находятся в твёрдом состоянии и что чем меньше твёрдость Земли, тем период движения её полюсов должен быть больше.
Нам теперь известно, что перемещение, например, Северного полюса Земли настолько мало, что он всегда остаётся внутри некоторого квадрата со стороной в 20 метров. Это перемещение земных полюсов происходит по той причине, что направление земной оси внутри земного шара постоянно изменяется, хоть и совсем незначительно.
Какие изменения может повлечь перемещение оси Земли
Посмотрим, что произойдёт, если земная ось, сохраняя строго постоянное направление в пространстве, в то же время будет резко и в больших масштабах менять своё положение внутри самой Земли.
Допустим, что в силу каких-то неизвестных нам причин земная ось вдруг резко переместилась внутри нашей планеты и совершила поворот вокруг центра земного шара на 90 градусов. Какие изменения повлечёт за собой это невероятное явление перемещения оси Земли?
Под влиянием тропической жары начнут таять вечные снега и льды, окружающие сейчас Северный и Южный полюсы; талые воды затопят большие пространства и своим мощным напором как бы «подопрут» реки, текущие в настоящее время в северном и южном направлениях, заставят их течь вспять; целые горы льда как бы оживут, проснутся от векового сна и поползут по земной поверхности; новые реки и озёра покроют тогда Землю.
Совершится, словом, великое изменение лика Земли. Белые медведи, непривычные к тропическому зною, с диким воем будут тщетно искать убежища от палящих лучей солнца. С другой стороны, арктический лютый мороз охватит территорию Индии. В отчаянии будут метаться дикие звери этой некогда жаркой страны.
Заполярная ночь окутает Индию на шесть долгих месяцев. Здесь уже не увидят больше Солнца в зените. Мороз скуёт здесь растительный мир. Индийский океан превратится в арктическое море, толстым слоем льда покроются его воды, и уже не будут пересекать их просторы океанские пароходы.
А нынешние заполярные моря превратятся в безбрежные океаны и смогут стать одним из путей сообщения между Старым и Новым светом. Допустим теперь мысленно обратное явление.
Пусть, например, земная ось, сохраняя внутри Земли своё неизменное положение, повернётся в пространстве на 90 градусов и совпадёт с плоскостью земной орбиты. Тогда Земля будет не двигаться, а катиться вдоль своей орбиты, обращенная к Солнцу всё время только одним, например, Северным полюсом.
Такое примерно поступательное движение, как бы лёжа на боку, в настоящее время совершает в солнечной системе только одна планета – Уран. Её ось наклонена только под углом в 7° к плоскости её орбиты.
Некоторые планеты солнечной системы (напр. Меркурий) движутся по своей орбите так, что обращены к Солнцу всё время только одной стороной. Но Меркурий не катится, а движется по орбите (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли), совершая в одно и то же время полный оборот вокруг оси и вокруг Солнца.
Трудно судить, как долго могла бы сохранить такое положение наша планета, но ясно одно, что при этом в Северном полушарии, обращенном к Солнцу, будет вечное лето и вечно жаркий день. Здесь уже никогда не будет осадков в виде снега и никогда не замёрзнут реки.
Все теплолюбивые птицы и звери переселятся на это полушарие. С течением времени сменятся его флора и фауна. Животный и растительный мир постепенно приспособится к жизни в условиях вечного дня под лучами вечно палящего Солнца.
На другом, противоположном, полушарии нашей планеты в это же время будет вечно холодная зима и вечно тёмная ночь. Сюда никогда не проникнет солнечный луч, и будет свирепствовать такой холод, что самые большие морозы Верхоянска покажутся оттепелью.
При таких температурных условиях, разумеется, исчезнет весь животный и растительный мир. Всё это полушарие будет представлять одно сплошное кладбище, скованное лютым морозом.
Если допустить мысль, что земная ось в силу каких-то неизвестных причин, сохраняя положение внутри Земли, потеряет устойчивость своего направления в пространстве и будет занимать по отношению к плоскости земной орбиты различные положения, на нашей планете должны произойти ещё более удивительные перемены.
Тогда точки земных полюсов, занимая одно и то же положение на поверхности Земли, одновременно будут непрестанно менять своё направление относительно нашего дневного светила.
При этих условиях потеряют всякий смысл те условные линии, которые мы называем параллелями и меридианами; потеряет своё значение деление поверхности земного шара на холодные и жаркие пояса; тогда не будет таких понятий, как тропические страны и заполярные области; тогда хаотически будут меняться климатические условия различных зон на поверхности нашей планеты.
Вследствие такой неустойчивости направления земной оси нарушится правильное чередование зимы и лета, правильная смена дня и ночи; нарушится наше представление о сутках; мы не сможем установить, когда начинается новый день, да и день сам по себе перестанет быть тем закономерным явлением, к которому мы привыкли.
Вот какие неприятные и грозные явления на Земле могли бы иметь место, если бы земная ось вдруг стала занимать другое направление в пространстве или если бы она потеряла устойчивость своего положения относительно плоскости земной орбиты.
Важность устойчивого направления в пространстве земной оси
Но, как нам уже известно, земная ось достаточно строго сохраняет устойчивость своего направления в пространстве, всё время перемещается в общем параллельно самой себе.
Мы, следовательно, навсегда избавлены от описанных выше превращений, и нам теперь вполне понятно, какое исключительно важное значение имеет для жизни Земли неизменность направления в пространстве её оси вращения.
Теперь мы, без сомнения, можем утверждать, что в различные геологические эпохи, вероятно, происходили те или иные перемещения земных полюсов и материков на нашей планете.