Наша жизнь кажется настолько тусклой и унылой на фоне ярких панорам космических пейзажей, которыми в последнее время нас так щедро потчует НАСА. Однако, при должном желании, даже самую обычную комнату можно превратить в полную тайн, загадок и ярких открытия частичку бескрайнего космического пространства! Все, что Вам для этого потребуется — декоративные ленты, из которых с легкостью можно выложить целый инопланетный мир, в котором хватит места для россыпи звездных скоплений и вальяжно обращающихся вокруг желтого карлика планет, многие из которых вполне могут оказаться обитаемыми!
Внести в свою жизнь частичку космического волшебства Вы сможете, если прямо сейчас посетите сайт www.radost.su и приобретете светящиеся декоративные ленты.

Орбита нашей планеты напоминает гигантскую свалку из отходов развития космонавтики

Самый банальный, но и самый надежный (относительно гарантированный) способ получения информации о КМ — непосредственное наблюдение его с помощью разнообразных средств. К сожалению, с помощью существующих средств обнаруживается и каталогизируется лишь небольшая доля общей популяции КО, в том числе КМ.

Средства наблюдения, используемые СККП, способны обнаруживать и контролировать в штатных режимах в основном ко размером более 10.20 см. Проводятся исследования с целью снижения этого порога. Как выяснилось, это возможно при использовании средств контроля в нештатных (экспериментальных) режимах. Например, при проведении космического эксперимента ODERACS-1 в 1994 г. РЛС «Дон-2Н», работая в нештатном режиме, раньше американских средств контроля обнаружила сферу с наименьшим диаметром ~5 см на высоте ~352 км (при наклонной дальности до цели 500…800 км) [оружие…, 2008; Batyr et al., 1995; Radar…, 1996].

Радиолокационные средства наблюдения (наземного базирования)

РЛС, ввиду присущих им особенностей, предпочтительнее использовать для контроля низких орбит. Их достоинства по сравнению с оптическими средствами:

• возможность наблюдения вне зависимости от времени суток, погодных условий, естественной освещенности цели;

• высокая производительность и, в частности, обнаружительная способность, определяемая рабочей частотой радара, излучаемой мощностью, параметрами антенны и т. п.;

• возможность одновременного контроля большого количества целей (до нескольких сотен);

• допускаются самые высокие скорости пересечения целью зоны действия радара;

• более простое, чем в оптических средствах, программно-алгоритмическое обслуживание процесса измерений.

Недостатки радиолокационных средств:

• практически невозможны передислоцируемые варианты;

• высокая стоимость создания и обслуживания РЛС;

• чрезмерно большое потребление электроэнергии во время работы;

• экологическая небезопасность;

• возможная неоднозначность измерений, в частности, при определении размеров наблюдаемого КО;

• зависимость чувствительности от четвертой степени расстояния до наблюдаемой цели.

Рис. 1. РЛС «Дон-2Н»

Из действующих отечественных РЛС для наблюдения КМ, пожалуй, более всего подходит многофункциональная РЛС кругового обзора «Дон-2Н» (рис. 1), предназначенная для обнаружения баллистических целей, их сопровождения (до 100 целей), определения координат и наведения противоракет (нескольких десятков) при контроле воздушного пространства России и стран Содружества. [Гаврилин, 2008; Диалектика…, 2011; оружие…, 2004, 2008]. Это единственная станция в мире из принимавших участие в космическом эксперименте ODERACS*, которая, как уже упоминалось ранее, первой обнаружила самую маленькую стальную сферу и передала измерения в Джонсоновский космический центр НАСА [оружие…, 2008; Batyr et al., 1995; Radar…, 1996]. После этого эксперимента НАСА порекомендовали привлечь станцию «Дон-2Н» к наблюдению КМ.

Это моноимпульсная радиолокационная станция сантиметрового диапазона с крупномодульными фазированными активными антенными решетками (ФАР), электронным управлением характеристиками и положением в пространстве передающей и приемной диаграммами направленности, цифровой обработкой радиолокационных сигналов. В 1989 г. станция была принята на вооружение, а в 1996 г. — поставлена на боевое дежурство.

Радиолокационная станция «Дон-2Н» обеспечивает одновременный обзор всей верхней полусферы в зоне ответственности комплекса. Она отличается высокой помехозащищенностью, адаптивностью к условиям обстановки, высокой информативностью, модульностью построения и высокой степенью автоматизации. В настоящее время «Дон-2Н» входит в состав системы ПРО центрального промышленного района А-135 и может использоваться в системах ПРН и ККП.

После обнаружения целей станция их сопровождает, автоматически отстраивается от помех и селектирует ложные объекты. Станция такого типа развернута и на полигоне Сары-Шаган (казахстан), но в усеченном варианте.

В мирной обстановке РЛС «Дон-2Н» работает в режиме малой излучаемой мощности [Диалектика…, 2011; оружие…, 2004, 2008].

*Космический эксперимент ODERACS (Orbital Debris Radar Calibration Spheres), целью которого были проверка обнаружительных возможностей и калибровка РЛС и некоторых оптических средств, проводился NASA в два этапа, соответственно, в 1994 и 1995 гг. (ODERACS-1 и ODERACS-2). С борта МКК «Шаттл» выбрасывались металлические сферы трех размеров — 6, 4 и 2 дюйма в диаметре (соответственно, ~15, 10 и 5 см) — а также диполи. В работе по сферам принимали участие и некоторые российские РЛС UHF-, S- и C-диапазонов. Они обнаружили и сопровождали 15- и 10-сантиметровые сферы с первого их прохождения через зоны действия станций, за исключением РЛС UHF-диапазона, которая устойчиво наблюдала 10-сантиметровые сферы только после снижения порога чувствительности и установки специального программного шумоподавляющего фильтра. 5-сантиметровые сферы обнаружили и сопровождали только РЛС S- и C-диапазонов. Особый интерес представляют результаты работы многофункциональной РЛС ПРО кругового обзора C-диапазона «Дон-2Н». Ее частотный диапазон и потенциальные характеристики практически идеально соответствовали задачам эксперимента — оценить возможности РЛС по обнаружению малоразмерных КО и измерению их ЭПР. В работе по пятисантиметровым сферам использовалась нештатная (экспериментальная) программа с некогерентным накоплением эхо-сигнала. В каждом прохождении сферы сопровождались вплоть до выхода из зоны действия. По результатам работы обе стороны (американская и российская) пришли к выводу, что РЛС «Дон-2Н», работая в указанном режиме, надежно обнаруживает КО размером до 5см в секторе 100…200° на дальности 500…800км и устойчиво сопровождает их до границы 900…1500км. РЛС может быть рекомендована в качестве адекватного сенсора для исследования и мониторинга засоренности низких орбит ОКП малоразмерным техногенным КМ (до 5 см). Для слежения за более мелким КМ или увеличения предельной дальности гарантированного обнаружения может быть использовано более продолжительное некогерентное накопление большего числа эхо-сигналов — до 100 и более, тогда как в эксперименте ODERACS-1 накапливалось не более 10 эхо-сигналов. Для повышения эффективности обнаружения может потребоваться разработка более совершенных поисковых режимов, теоретическая основа для которых разработана в статьях [Вениаминов, 1984, 2010; Veniaminov, 1993]. В процессе проведения ODERACS-1 Россия и США обменивались измерительной информацией, точность которой при сравнении оказалась примерно одинаковой [Batyret al., 1995; Potter et al., 1996].

Эксперимент ODERACS не был оригинален. Еще до его проведения в СССР в 1993 г. был осуществлен аналогичный эксперимент «Пион» по исследованию вариаций плотности верхней атмосферы. Дело в том, что определение и прогнозирование вариаций плотности атмосферы — самое слабое место в прогнозировании движения НОКО. Без их корректного учета точность предсказания положения НОКО на сколько-нибудь длительный и не очень длительный срок резко падает. Поэтому баллистики используют любую возможность уточнения параметров верхней атмосферы. Итак, две пассивные калибровочные сферы «Пион-5» и «Пион-6» были выведены на низкую орбиту с помощью КА «Ресурс-Ф». Время их орбитального существования составляло 22 и 23 дня. В течение этого периода российская СККП вела регулярные наблюдения сфер. На основании полученных измерений рассчитывались их точные координаты и значения баллистического коэффициента. Эксперимент помог определить более точно текущие вариации плотности атмосферы и, как следствие, существенно повысить точность прогнозирования движения НОКО во время эксперимента. Интервал прогноза составлял от 1 до 6 сут. Для расчетов плотности атмосферы использовалась ее динамическая модель ГОСТ-25645.115-84. Апостериорный анализ всех данных эксперимента подтвердил целесообразность оперативного определения вариаций плотности атмосферы и использования результатов для улучшения точности прогнозирования орбит. Полный набор оценок вариаций, полученный в различных геогелиофизических условиях, имеет независимую научную ценность и может быть использован для построения более точной модели плотности атмосферы. [Batyr, 1993a].

Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».

Сегодня без знания иностранного языка никуда! Поэтому, нет ничего удивительного в том, что английский язык детям так же необходим, как и взрослым. Я рекомендую Вам не тянут и отдать своего ребенка на языковые курсы, организованные компанией «ВКС-International House», прямо сейчас! За более подробной информацией обращайтесь по адресу www.bkc.ru.

99,5% от общей массы всех планет Солнечной системы приходится на планеты-гиганты: Нептун (1,0243·1026 кг), Уран (8,6832·1025 кг), Сатурн (5,6846·1026 кг) и Юпитер(1,8986·1027 кг)

Основное количество планетного вещества нашей Солнечной системы сосредоточено во внешних планетах, значительно превышающих Землю по своим размерам и, особенно, по массе, а потому часто называемых планетами-гигантами. Достаточно указать, что масса четырех планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) составляет 99,5% от общей массы всех планет Солнечной системы, причем 93% приходится на долю Юпитера и Сатурна. Следовательно, именно большие планеты преимущественно характеризуют основные свойства планетной системы. Однако планеты-гиганты очень далеки от нас, так как даже первая и наибольшая из них — Юпитер, масса которого в 318 раз больше земной, не приближается к Земле даже в эпохи своих противостояний ближе чем на 620 млн. км.

Юпитер

Исходя из общих философских положений, можно было бы с самого начала предполагать, что физические свойства Юпитера, как и вообще планет-гигантов, существенно отличны от свойств планет земного типа, и это полностью подтверждается наблюдениями. Можно даже сказать, что применение новых методов исследования открывает все более и более поразительные качества гигантских планет, прежде всего Юпитера, которые пока еще не находят себе достаточного объяснения.

Размеры Юпитера настолько велики, что его легче наблюдать, чем какую-либо другую планету. Достаточно небольшого любительского телескопа с увеличением примерно в 40 раз, чтобы он казался тех же размеров, как и Луна, видимая невооруженным глазом. Он представляется в виде явственно овального диска с рядом темных полос, параллельных экватору. Околополюсные области его затянуты более или менее равномерным серым покровом, и в них не видно никаких деталей, но около экватора сильно развиты широкие полосы с многочисленными подробностями (рис. 1). Как было установлено еще в 1895 г. А. А. Белопольским, экваториальная зона Юпитера вращается с периодом в 9 час. 50 мин., остальные области—с периодом в 9 час. 55 мин. Затем английский любитель астрономии Ст. Вильяме на основании, своих многолетних наблюдений показал, что темные экваториальные полосы находятся как раз на границах между обеими зонами. Подобным же образом каждая темная полоса второстепенного значения ограничивает зональные потоки на Юпитере, движущиеся с различными скоростями, хотя различие этих периодов вращения выражается только в немногих секундах.

Рис. 1. Полосы Юпитера в разные годы

Итак, Юпитер обладает экваториальным ускорением, т. е. большей скоростью вращения на экваторе по сравнению с другими частями планеты.

В сравнении с Юпитером Земля кажется просто крошечной

Тщательные наблюдения над Юпитером, которые систематически производились на многих крупных обсерваториях, в Потсдаме, Пулкове, Иерксе, Пик дю Миди и других, установили наличие чрезвычайно сложных изменений, происходящих в темных полосах Юпитера. В особенности интересно проследить за тем, как происходит образование полос. В этом отношении наиболее пригодна северная экваториальная полоса, которая иногда совершенно исчезает, иногда же очень широка и интенсивна. Так, в 1906 г. было замечено, что в процессе образования этой полосы сначала на ее месте появилась неправильная и во многих местах прерывающаяся цепь черных пятнышек. Из них начала выбрасываться красноватая масса, заполнившая всю зону до широты в 22°. Черные пятнышки превратились при этом в большие размытые узлы, которые, быстро распространяясь в восточном направлении, образовали неравномерную узловатую полосу. Когда этот процесс закончился, то вся местность от полосы до полюсов была завуалирована красновато-коричневой массой. В конечном счете, появилась широкая и темная полоса, которая по направлению к полюсу постепенно переходила в слабую вуаль.

Если Вы впервые в столице нашей огромной страны, тогда ни в коем случае не отказывайте себе в удовольствии посетить музеи Москвы, являющиеся неиссякаемым кладезем мировых культурных и исторических произведений искусства. Узнать больше о московских музеях, не покидая свои родные пенаты, Вы сможете, если посетите сайт moscowforum.net.

Полный оборот вокруг своей оси Венера делает за 224,7 земных суток

Известный русский астрофизик А. А. Белопольский (1854—1934), с успехом определивший период вращения планеты Юпитера по характеристикам его спектра, сделал попытку применить тот же метод и к Венере. Если предположить (а это представляется весьма вероятным), что ось вращения Венеры значительно наклонена к плоскости ее орбиты, то для земного наблюдателя противоположные точки диска планеты, лежащие примерно на ее экваторе, должны перемещаться в противоположных направлениях, и это обстоятельство должно сказываться на положении линий поглощения в спектре планеты. Однако самые тщательные измерения не показали ни малейших смещений спектральных линий, и отсюда Бело-польский сделал заключение, что период вращения этой планеты должен составлять по крайней мере около двух недель. Это все, что было возможно сказать о вращении Венеры вплоть до самого последнего времени.

Очень часто Венеру называют сестрой Земли, так как эти небесные тела имеют схожие размеры, составы и силу тяжести. Впрочем, выжить на Венере смогут разве только бактерии. Поверхность Венеры скрыта от наблюдателей с Земли густыми непроницаемыми облаками серной кислоты с высокой отражающей способностью, которые, впрочем, не являются преградой для радиоволн, благодаря которым мы получили возможность увидеть картину пустынного инопланетного мира.

Применение радиометодов для исследования Венеры позволило получить гораздо более определенные сведения относительно ее вращения и температуры как поверхности, так и облачного слоя. Большим успехом советской радиоастрономии была радиолокация Венеры, осуществленная в 1961 г., что позволило с высокой степенью точности определить ее расстояние от Земли аналогично тому, как это было сделано в 1946 г. для Луны. Однако определение расстояния до Венеры имеет гораздо большее значение, так как определяет непосредственно масштаб всей Солнечной системы, и притом с недостижимой для прежних методов точностью. Именно по этим наблюдениям большая полуось земной орбиты оказалась равной 149 457 000 км, с возможной ошибкой всего лишь в ±5000 км.

Другой результат этих наблюдений заключался в определении периода вращения Венеры вокруг оси. Согласно сообщению академика В. А. Котельникова и профессора И. С. Шкловского (см. газету «Известия» № 112 за 1961 г.), оказалось, что разность скоростей краевых участков поверхности Венеры, возникающая вследствие вращения ее вокруг оси, составляет около 80 м/сек. При перпендикулярном положении оси по отношению к плоскости орбиты это соответствует периоду вращения в 11 суток. Если принять, согласно Кейперу, что ось вращения Венеры наклонена к плоскости ее орбиты на 58°, то легко вывести для периода вращения величину в 9 суток. Некоторая неопределенность связана с неизвестным еще углом наклонения оси планеты к плоскости ее орбиты.

Результат определения периода вращения Венеры снова подчеркивает большое различие между соседними планетами — Землей и Венерой. Ведь Венера не имеет никаких массивных спутников, которые, подобно нашей Луне, могли бы своими приливными влияниями замедлять скорость ее вращения. Она на протяжении своей истории была подвержена лишь солнечным приливам, влияние которых было тем более незначительным, что эта планета, по-видимому, всегда была покрыта, как это предполагается, сплошным океаном, где тормозящее действие приливов сравнительно невелико. Таким образом, приходится считать, что период вращения Венеры на протяжении всей ее истории составлял несколько суток, между тем как первоначальные сутки нашей Земли были равны нескольким часам и лишь постепенно возросли до настоящей величины.

Третье преимущество радионаблюдений заключается в том, что радиоволны определенной длины способны почти без поглощения проходить сквозь облачные слои Земли и Венеры и непосредственно зондировать саму поверхность этой планеты, до сих пор скрытую от нас ее облаками. Первые удачные приемы весьма слабого радиоизлучения Венеры на волне в 3 см удалось осуществить в 1956 г., но большой помехой был шумовой фон постоянно меняющейся интенсивности. В настоящее время радиоизлучение планет улавливается «мазерами» — молекулярными приемниками с очень низким шумовым фоном и высокой чувствительностью, позволяющими регистрировать радиосигналы, в 10—15 раз более слабые, чем принимались в 1956 г.

Если Вы стесняетесь снимать головной убор в общественных местах и страдаете от постоянного зуда в области головы, тогда определенно точно хотите узнать как быстро избавиться от перхоти? Сделать это Вы сможете, если прочитаете статью, посвященную данной теме, которую найдете по адресу www.sun-hands.ru.

Снимок Земли, сделанный с Луны

Система Земля — Луна, которую часто называют двойной планетой, занимает в нашей Солнечной системе особое положение, и прежде всего по массам обоих составляющих. Ни у одной планеты нет столь массивного спутника, как наша Луна, по отношению к массе самой планеты. Для разных планет отношения масс наиболее крупных спутников к массам самих планет составляют:

В настоящую эпоху Луна обращается вокруг Земли на расстоянии 384 000 км, будучи все время обращенной к ней одной своей стороной, но в далекую от нас прошлую эпоху расстояние между обоими телами было гораздо меньше. Проблема эволюции системы Земля—Луна детально рассматривалась английским ученым Дж. Дарвином (1845—1912), сыном знаменитого биолога Ч. Дарвина (1809—1882).

Рис. 1. Схема приливов на Земле.

Солнце, и особенно Луна, силой своего притяжения вызывает на Земле морские приливные волны (рис. 1), которые из века в век бьют о берега и в мелководных бассейнах вызывают заметное трение о морское дно, непрерывно замедляя тем самым вращение Земли вокруг своей оси. Кроме того, недра Земли находятся до известной степени в вязком, а не в абсолютно твердом состоянии и потому также испытывают приливное воздействие, как это было давно доказано советским астрономом, членом-корреспондентом Академии наук СССР А. Я. Орловым (1880—1954).

Луна

По известным законам механики общий вращательный момент всякой системы, подверженной лишь внутренним силам, должен всегда оставаться постоянным. Значит, при замедлении вращения Земли и, следовательно, при уменьшении ее вращательного момента другая составляющая — Луна должна на столько же увеличивать свою долю момента и тем самым постепенно удаляться. Дж. Дарвин показал, что при максимально возможном приливном действии Луне потребовалось только 57 млн. лет на то, чтобы удалиться от Земли на 60 ее радиусов и достигнуть своей теперешней орбиты. Эта приливная эволюция, будучи очень медленной, всегда действовала в том же самом направлении. Следовательно, отодвигаясь в прошлое, переходя ко все более древним геологическим эпохам, мы должны находить Луну все ближе и ближе к Земле, с соответственно все более и более мощными приливными волнами в водном бассейне и в земной коре. В начале этой эволюции Земля и Луна были обращены друг к другу одной своей стороной, находились в непосредственном соседстве и обращались с общим периодом в 4,4 часа. Таковы были сутки Земли и вместе с тем продолжительность лунного месяца.

Однако нельзя предполагать, что Земля и Луна составляли вначале единое тело, которое затем разделилось на две неравные части. Это, как теперь признано, невозможно потому, что общий момент вращения всей подобной системы не может быть вмещен в одном теле, сохраняющем устойчивость для своего существования. Напротив, нужно считать, что с самого начала первоначальное планетное сгущение, вследствие слишком большого вращательного момента, не могло образовать единого планетного тела, как это было у всех остальных планет, и потому образовало два сгущения — Землю и Луну. При этом большая часть излишнего вращательного момента, несовместимого с условиями устойчивости, пошла на орбитальное движение Луны, которое постепенно возрастало, благодаря приливным воздействиям. Итак, приходится считать, что образование Луны в непосредственной близости к Земле обеспечило существование Земли как: устойчивого планетного тела.

Снимок Земли, сделанный космическим аппаратом «Аполлон-17»

Опишем в кратких чертах строение Земли и Луны, насколько это известно в настоящее время.

Земля, имеющая диаметр 12 750 км, окружена пылевой оболочкой, которая обнаружена космическими ракетами до расстояния примерно 100 000 км, где уже переходит в общую межпланетную среду. Эта оболочка, медленно уплотняясь, проникает и в земную атмосферу и на больших высотах целиком определяет ее рассеивающие свойства. Когда мы, например, смотрим на слабую сумеречную дугу при погружении Солнца под горизонт глубже 10°, то видим, по существу, рассеяние света в нижних слоях этой пылевой оболочки на высоте около 100—140 км над уровнем моря.

Радиационные зоны Ван Аллена образуют одноименное поле

Очень важная особенность Земли — это наличие обширного магнитного поля, которое по ориентировке и интенсивности подвержено периодическим и вековым колебаниям и каким-то образом связано с самым внутренним ядром Земли, находящимся в жидком состоянии. С этим полем связаны две зоны радиации, известные как зоны Ван Аллена, открытые еще в прошлом веке путем исследования интенсивности космических лучей с высотных ракет. Внешняя зона, простирающаяся до 20—25 тыс. км, отличается обилием свободных электронов, которые движутся вдоль силовых линий земного магнитного поля, описывая вокруг них спирали. Происхождение этой внешней зоны радиации еще неизвестно. Возможно, она представляет собой результат улавливания высокоионизованных солнечных корпускулярных потоков магнитным полем Земли, особенно во время магнитных возмущений. Кроме того, существует еще внутренняя зона радиации, о которой известно еще меньше. Она преимущественно отличается обилием положительных ионов и располагается несколько несимметрично в восточном, и западном полушариях Земли.

Земная атмосфера чисто газового состава может быть прослежена по лучам полярных сияний до высоты около 800—1000 км. Она делится на ряд слоев. Самый нижний слой, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой. В нем возникают конвентивные (поднимающиеся и опускающиеся) воздушные потоки и облака, распространяются циклоны и фронты, определяющие смену погоды. Далее, с высоты 10—11 км, начинается стратосфера. В ней температура сначала медленно возрастает, достигает максимума на высоте около 40—50 км, но затем быстро опускается и доходит до глубокого минимума на высоте около 80 км.

Подобные изменения температуры зависят от молекулярного поглощения солнечной радиации, главным образом в слое озона (О₃), наибольшее количество которого наблюдается на высоте 21 км.

Выше 80 км температура непрерывно возрастает и на высоте 400—500 км доходит уже по крайней мере до тысячи градусов¹, как это показали непосредственные ракетные наблюдения. Вследствие этого, легкие газы, такие как водород или гелий, не могут удерживаться в поле тяготения Земли и должны уходить в межпланетное пространство.

—————————————————————————————————-

¹Здесь речь уже идет о кинетической температуре, определяемой не по термометру, а по энергии движения молекул.

—————————————————————————————————-

Если последние несколько дней Вы только и занимаетесь тем, что вбиваете в поисковую строку Яндекса “справка 2 ндфл купить” надеясь найти желаемое, тогда настоятельно советую Вам обратиться к специалистам сайта www.trydovik.ru!

Комета 103P/Hartley попавшая в поле зрения телескопа Хаббл

Совершенно другая природа комет — своеобразных неустойчивые тел, заполняющих Солнечную систему и двигающихся в ней в отличие от планет по очень вытянутым орбитам.

Каждый год открывается около десятка комет в виде слабых туманных пятен, по большей части остающихся недоступными невооруженному глазу. Лишь немногие кометы достигают большой яркости и развивают хвост, но и они на расстоянии в несколько астрономических единиц все же представляются в виде слабых туманностей. Только приближаясь к Солнцу, они все больше выделяют из себя газы, главным образом углерод и его соединения с водородом и азотом, а также тонкую пыль. Это зачастую происходит резкими взрывами, причем вокруг кометного ядра возникает ряд параболических оболочек, вещество которых затем переходит в комет-ный хвост, направленный, в общем, в сторону, противоположную Солнцу.

Изучение кометных хвостов было начато еще Ф. Бесселем и в особенности было развито трудами нашего знаменитого астронома Ф. А. Бредихина (1831—1904) и его учеников, прежде всего членом-корреспондентом Академии наук СССР С. В. Орловым (1880—1958). Бредихин впервые доказал, что хвосты комет, в зависимости от своего состава, бывают нескольких резко выраженных типов, что связано с отношением отталкивательной силы к силе солнечного притяжения. Так, например, если сила отталкивания превышает силу солнечного притяжения в одиннадцать и более раз, то образуется почти прямой хвост — характерный хвост первого типа.

Таким образом, на примере кометных форм было установлено существование сил отталкивания в Солнечной системе, что имеет исключительно большое принципиальное значение.

Вот так невзрачно выглядит ядро одной из красивейших комет – Темпеля 1

Ядро кометы — ее более массивная часть — движется под влиянием сил всемирного тяготения, но для ее более тонкого вещества преобладают какие-то силы отталкивания.

Какова же природа этих отталкивательных сил?

Английским физиком К. Максвеллом (1831—1879) чисто теоретически и затем нашим физиком П. Н. Лебедевым (1866—1912) опытным путем было доказано, что лучи света, падающие на любое тело, производят определенное давление, которое при достаточно малых размерах тела может в несколько раз превзойти его вес. Поэтому в хвостах комет сначала видели просто проявление обычного светового отталкивания. Однако было обнаружено, как, например, в комете Морхауза 1908 г., что отталкивательные силы, определяемые по отдельным облачным образованиям в кометных хвостах, могут в тысячи раз превосходить солнечное притяжение, что совершенно немыслимо для светового отталкивания. Оказывается, здесь проявляется действие корпускулярного излучения Солнца: потоки корпускул, двигаясь со скоростью тысячи километров в секунду, налетают на кометы, как и на другие тела Солнечной системы, и производят сильное давление на газовое и пылевое вещество комет.

Раньше предполагалось, что кометы могут являться к нам из глубин межзвездного пространства, но детальные исследования их орбит показали, что все они принадлежат к Солнечной системе и обращаются вокруг Солнца по большей части по весьма вытянутым орбитам с различными периодами вплоть до сотен тысяч и миллионов лет. Плоскости кометных орбит ориентированы в пространстве самым произвольным образом, и в их расположении не проявляется каких-либо закономерностей. Небольшая группа комет со сравнительно короткими периодами связана с планетами, преимущественно с массивным Юпитером, и, как можно думать, была образована из комет первой категории путем их захвата силой притяжения планет при прохождениях комет вблизи массивной планеты.

Привнести лучик тепла и уюта в комнату вашего малыша смогут оригинальные детские настенные светильники, приобрести которые по самым низким ценам Вы сможете только на сайте www.expo-svet.ru.

Церра

Астероид Церера (сегодня он классифицируется как карликовая планета астероидного пояса Солнечной системы) был случайно открыт итальянским астрономом Пиацци 1 января 1801 г. Пиацци едва успел определить в несколько последующих ночей смещение этого астероида между звездами, как наступил длительный период его невидимости. Возникла большая опасность, что это единственное в своем роде тело будет потеряно для науки, так как спустя примерно два месяца, когда Солнце пройдет мимо него по небесному своду и тело снова появится на утреннем небосводе перед восходом Солнца, оно настолько изменит свое положение, что сможет затеряться между звездами. Нужно было обязательно определить его орбиту вокруг Солнца по тем немногим наблюдениям, которые удалось собрать Пиацци, и предвычислить всю видимую его траекторию на небесном своде. Это было еще недоступно тогдашней науке, когда орбиты известных планет вычислялись на основании многих и продолжительных наблюдений. Однако эта трудная задача была решена молодым гениальным немецким математиком Карлом Фридрихом Гауссом (1777—1855), который впервые разработал, применительно к этому случаю, свой метод определения орбит всего только по трем наблюдениям. Таким образом, благодаря вычислениям Гаусса, вновь открытое светило снова было найдено и оказалось первой малой планетой, обращающейся вокруг Солнца в широком интервале между Марсом и Юпитером. За этим открытием вскоре последовали другие, чему очень помогли сначала новые, более подробные звездные карты, а затем изобретение фотографии и применение ее к астрономическим наблюдениям.

Схематическое изображение пояса астероидов Солнечной системы

Фотографическим путем было открыто свыше тысячи астероидов, движущихся в пространстве между орбитами Марса и Юпитера. Однако некоторые из астероидов далеко выходят из области указанного астероидального пояса и проникают в самые внутренние области Солнечной системы, проходя близко от Земли.

Астероид Эрос – типичный представитель S класса, т.е. состоит из кремния (камня).

Таков, например, Эрос — небольшой астероид, представляющий обломок неправильной формы, размерами примерно 6 х 10 км. Можно сравнительно легко определить параллакс и, следовательно, расстояние Эроса от Земли в эпохи его благоприятных противостояний, а затем вьи-числить расстояние Земли от Солнца. Одно из таких близких прохождений Эроса произошло в феврале 1931 г., когда расстояние между ним и Землей сократилось до 26 010 000 км. Ряд крупных обсерваторий мира, под общим руководством директора Гринвичской обсерватории Гаролда Спенсера Джонса (1890—1960), принял участие в этой трудоемкой работе, в результате которой бьмо уточнено значение астрономической единицы: среднее расстояние Земли от Солнца по современным данным составляет 149 450 000 км, т. е. примерно в 400 раз больше расстояния Луны от Земли, равного 384 000 км. Масса Солнца оказалась в 329 000 раз превышающей массу Земли, в то время как земной спутник Луна имеет массу, в 81 раз меньшую массы нашей планеты. Эти сведения значительно расширили наши представления о Солнечной системе, но не касались огромных расстояний, отделяющих нас от звезд.

Проблема определения звездных расстояний имеет свою историю. В начале XIX столетия развитие оптико-механических средств значительно продвинулось вперед. Были изобретены инструменты, позволяющие измерять очень мальве углы, что позволило снова приступить к решению проблемы измерения звездных параллаксов. К этой работе приступили почти одновременно три выдающихся ученых того времени: в России — В. Я. Струве (1793—1864), в Германии — Ф. В. Бессель (1784— 1846) и в Африке, на мысе Доброй Надежды, — англичанин Т. Гендерсон (1798—1844). Первым провел в 1835—1836 гг. наблюдения и опубликовал в 1837 г. результаты! В. Я. Струве, измеривший положения яркой звезды Веги в созвездии Лиры (звезда Альфа Лиры). Оказалось, что вследствие орбитального движения Земли параллактическое смещение звезды за полгода составляет ничтожно малую величину, всего лишь 0″,25. Под этим углом должна быть видна с Веги большая ось земной орбиты. Но так как за астрономическую единицу принято считать длину большой полуоси земной орбиты (т. е. половину длины большой оси), то годичный параллакс, по которому вычисляется расстояние до звезд, равен половине параллактического смещения и для Веги составляет 0″,125. Это означает, что расстояние до Веги в 1 650 000 раз превышает расстояние Земли от Солнца!

Двойная звезда 61 Лебедя

В 1839 г. были опубликованы результаты измерений годичных параллаксов звезды 61 Лебедя (Бессель), Альфа Центавра (Гендерсон) и Альфа Малого Пса (Гендерсон), а несколько лет спустя в Пулкове были измерены годичные параллаксы еще шести звезд. Самой близкой к Солнцу звездой оказалась Альфа Центавра, удаленная от него на 275 000 астрономических единиц. Чтобьи легче быт о представить колоссальные расстояния, отделяющие Солнце от звезд, напомним, что луч света при скорости в 300 000 км/сек проходит расстояние от Солнца до Земли за 8 мин. 18 сек., а от самой близкой звезды Альфы Центавра —лишь за 4,3 года. Другие звезды оказались еще дальше, и от многих из них свет доходит до Земли за сотни, тысячи и десятки тысяч лет.

Сириус – самая яркая из всех обнаруженных звезд в Солнечной системе

На таких же огромных расстояниях звезды разбросаны в пространстве друг от друга. Если вокруг Солнца мысленно описать сферу радиусом около 16,5 световых лет, то в ней, по современным данным, содержится всего лишь около 50 звезд, большинство из которых представляют двойные и кратные системы. Несколько из них очень яркие и массивные, далеко превосходящие наше Солнце, но встречаются и аномально плотные звезды вроде слабого спутника Сириуса с плотностью, в десятки тысяч раз превосходящей плотность воды, и находящиеся, по-видимому, у предела звездной стадии эволюционного развития.

Изучение параллаксов звезд показало, что наше Солнце действительно одна из множества звезд, составляющих звездную Вселенную. Идеи Дж. Бруно полностью подтвердились. Католическая церковь безмолвно отступила, понимая, что всякие протесты были бы бессмысленны, и наконец без всякой огласки изъяла бессмертное сочинение Коперника, сохранившее свою историческую ценность, из списка запрещенных изданий.

Будучи не в силах противостоять натиску математической науки, развенчавшей предполагаемое ранее центральное положение Земли во Вселенной, современная церковь пытается использовать достижения науки в целях укрепления веры, доказательства существования бога и целесообразности якобы созданного им мира. Так, богослов Г. Ван Норт в трактате о боге-создателе, вышедшем в 1920 г., пишет: «Тот, кто признает существование мыслящих существ на других небесных телах помимо Земли, не входит в противоречие с истинной верой». В этом же смысле высказываются и другие богословы. Подобную же позицию Ватикан занимает и в отношении других достижений астрономии, которые стремится использовать в своих целях.

Так, в 1957 г., на Международном симпозиуме по звездной астрономии в Ватикане с участием многих выдающихся представителей этой науки из разных стран, папа Пий XII выступил с докладом, в котором пытался подытожить основные достижения современной астрономии и представить их согласными с идеалистическим религиозным учением о возникновении Вселенной, о наличии акта творения и, следовательно, о существовании творца. Более того, даже возможность существования жизни на других планетах, явно разоблачающая «священное писание», используется современной церковью для доказательства всемогущества бога. В дальнейшем будет показана несостоятельность подобных утверждений служителей современной церкви.

Обожаете карточные игры и мечтаете стать вторым Алленом Каннингемом? Тогда в закладках вашего браузера обязательно должен присутствовать сайт http://www.holdemworld.ru/, благодаря которому Вы сможете познакомиться не только с основами, но и с азам игры в покер!

1 сентября 1923 года землетрясением был практически полностью уничтожен город Токио

Движение земной коры является основным фактором в предсказании землетрясений. В областях медленных, спокойных движений зоны поднятия и опускания отстоят довольно далеко друг от друга. Например, поднятие Скандинавии вдоль земной поверхности переходит в опускание Голландии медленно и постепенно. Не то происходит в районах большой тектонической активности. Здесь поднимающиеся и опускающиеся участки, или блоки, расположены рядом друг с другом. Могут соседствовать один с другим и участки с разнонаправленными горизонтальными движениями. Процесс образования горных складчатых систем тоже неизбежно ведет к тому, что разные слои или участки коры стремятся сдвинуться в противоположных направлениях. Но эти слои сжаты огромным давлением, их прочность очень велика. Слои не могут сдвинуться под действием боковых нагрузок, и в них начинают нарастать напряжения. Если напряжения действуют очень долго и превосходят предел текучести, породы начинают как бы ползти и сминаться в складки. Но нарастание напряжений не может идти неограниченно. Свою роль играет и «усталость» горных пород. Так или иначе, но спустя достаточно долгое время породы не выдерживают, на глубине в их толще возникает разрыв, и по обе его стороны породы сдвигаются в разные стороны. Еще чаще бывает так, что разрыв не образуется вновь, а породы смещаются по старому, но залеченному шву.

Нарастание напряжений в недрах идет, в общем, равномерно. Но горные породы неоднородны по строению, они пронизаны малыми и большими трещинами, и прочность их в разных местах неодинакова. Поэтому и наблюдается такая большая разница в энергии землетрясений, о которой уже говорилось раньше. И, конечно же, гораздо легче создаются условия для образования небольшой трещины, чем для подвижки по огромному многокилометровому разлому. Поэтому число толчков с определенной энергией тем больше в каждом районе, чем меньше эта энергия.

Кривые, связывающие число землетрясений с их энергией, так называемые «графики повторяемости» землетрясений, позволяют по сравнительно короткому периоду наблюдений над слабыми землетрясениями предсказывать частоту повторяемости более сильных подземных ударов (рис. 1). Если, например, известно, что в данной области происходит в год в среднем 30 землетрясений с энергией 10⁷ джоулей и 10 землетрясений с энергией 10⁵ джоулей, то можно с уверенностью сказать, что землетрясение с энергией 10¹⁰ джоулей будет происходить в среднем 1 раз в год, в 1012 джоулей — 1 раз в 10 лет…

Рис. 1. Закономерность повторяемости землетрясений разной энергии. По оси абсцисс — энергия землетрясений, по оси ординат — число толчков с данной энергией за 50 лет для различных зон СССР. Видно, что с увеличением энергии землетрясений в 10 раз частота их повторяемости уменьшается примерно в 3 раза

Но, к сожалению, такой метод ничего не может сказать нам о том, какую энергию может иметь самое сильное землетрясение этой зоны. К тому же знание одной энергии нам недостаточно, потому что для нужд строительства надо знать не количество выделяющейся в очаге энергии, а силу сотрясения земной поверхности в результате срыва подземных слоев.

Интенсивность проявления землетрясения на поверхности Земли измеряется специальной двенадцатибалльной шкалой и часто просто называется балльностью землетрясений. Для определения балльности служат специальные приборы—сейсмометры, но их ведь не поставишь в каждом населенном пункте, в каждом доме. Поэтому балльность может определяться и по ощущениям людей и повреждению или разрушению зданий (табл. 1).

Таблица 10

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ШКАЛА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ (упрощенный вариант)

При каждом сильном землетрясении очень важно получить как можно больше сведений о балльности в различных пунктах, окружающих эпицентр землетрясения. Эти данные позволяют определять глубину очага землетрясения и важны для уточнения карт землетрясений. Поэтому в районы, где ощущалось землетрясение, рассылаются специальные опросные листы. Если таких листов нет, балльность можно определять по приведенной шкале, добавляя подробное описание всех замеченных явлений. Все сведения об ощущавшихся землетрясениях посылаются в Москву, в Институт физики Земли Академии наук СССР, или на ближайшую сейсмическую станцию.

Многие современные люди, идущие в ногу со временем, задаются вопросом: “Как бросить пить, курить и начать вести здоровый образ жизни?”. Ответ они смогут найти на сайте samsonov.name, где описаны действительно работающие методики борьбы с этими пагубными привычками!

Все Вы, вероятно, знает о существовании земного ядра. Как же было оно обнаружено? Орудием исследователя, проникшим вплоть до центра Земли, были все те же сейсмические волны.

Очевидно, что самыми заметными на сейсмограмме будут волны, дошедшие от очага возникновения до сейсмической станции быстрейшим путем, без помех и преград. Точнее говоря, помеха на пути волн будет всегда — это сопротивление среды, вызывающее затухание, поглощение сейсмической энергии. Но если землетрясение было достаточно сильным, то излученные очагом продольные и поперечные волны обладают достаточно большим периодом для того, чтобы быть зарегистрированными на расстоянии в многие тысячи километров (об этом говорилось в предыдущем разделе). Из-за того что скорость распространения волн в теле Земли увеличивается с глубиной, путь их, как мы это выяснили, изгибается, соответственно кривой линией будет изображаться и годограф— кривая зависимости времени пробега от эпицентрального расстояния. И вот, когда был построен экспериментальный годограф прямых продольной и поперечной волн, оказалось, что эти волны наблюдаются лишь до расстояния 105° дуги большого круга 700 км).

На больших расстояниях поперечная волна исчезает вовсе, а продольная внезапно становится очень слабой. Где-то на расстоянии 120—130° и она исчезает, и только
когда между эпицентром и станцией оказывается расстояние в 143°, продольная волна появляется опять. Но ведет себя на этом расстоянии необычно — время пробега ее вплоть до противоположной очагу точки земного шара (то есть до расстояния 180°) увеличивается очень незначительно. Создается впечатление, что продольная волна как бы нырнула, скрылась с наших глаз, чтобы невидимый участок пути пробежать каким-то более коротким путем. Так оно и есть на самом деле, и именно эти наблюдения были открытием земного ядра. Это сделали еще перед первой мировой войной сейсмологи Вихерт и Гутенберг.

Зная закон увеличения скорости волн с глубиной в мантии Земли, сравнительно легко было рассчитать, что волна, выходящая на расстоянии 105°, погружается в глубь Земли на 2900 км. На этой-то глубине и лежит новая резкая граница внутри Земли. Продольная волна, задевшая эту границу, отклоняется вниз, — значит, скорость этой волны в ядре резко падает и только малая доля энергии распространяется вдоль границы, огибая ядро (так мы слышим звуки из-за угла дома). Эти слабые волны и наблюдаются дальше 105°.

А поперечная волна? Она исчезла вовсе — поглотилась ядром. Отчего? Ответ может быть только один: ядро жидкое. Да, жидкое, несмотря на давление в миллион атмосфер. Конечно, это не жидкость в обычном понимании этого слова. Раскаленное до температуры 3000— 4000°, вязкое вещество не похоже на известные нам в привычной обстановке жидкости. Может быть, для очень быстрых колебаний с периодами в сотые и тысячные доли секунды это вещество, подобно вару, ведет себя как твердое,— этого мы пока не знаем, такие высокочастотные колебания безнадежно быстро затухают в толще Земли, не могут дойти до поверхности. Но во всяком случае, пластичность вещества земного ядра много выше, чем пластичность вара: если кусок вара произвольно меняет свою форму за несколько часов, то для вещества земного ядра достаточно для этого долей секунды. Поэтому поперечные волны с периодом около 10 сек. и не могут распространяться сквозь него.

Если граница земного ядра резкая, она должна хорошо отражать сейсмические волны. И такие волны — продольные и поперечные — были найдены. Они получили обозначение Р_СР и S_CS (индекс «с» означает отражение от границы ядра). Но мы знаем, что на резкой границе из продольных волн могут образоваться поперечные, и наоборот. Действительно, на сейсмограммах были обнаружены и обменные отраженные волны P_CS и S_CP. Половину пути — до границы ядра — они идут как продольные, половину — как поперечные. Наблюдения над волнами Р_СР и S_CS позволили более точно определить глубину границы земного ядра.

Что же делается внутри земного ядра? Однородно ли оно? Путь продольной — единственно возможной в ядре — волны обозначается буквой К (керн — ядро), продольные волны, прошедшие через ядро, получили поэтому у сейсмологов обозначение волн РКР. Так вот, пока путь волн РКР лежит во внешней части земного ядра, ядро по отношению к ним ведет себя как рассеивающая линза (напомним, что скорость волн в ядре меньше, чем в окружающей его мантии). Но как только волны РКР заходят в самую внутреннюю часть ядра, вблизи центра Земли, они внезапно начинают сильно отклоняться в сторону. Поэтому на больших расстояниях от эпицентра в каждую точку земной поверхности приходят две волны РКР: одна — прошедшая по периферии ядра, другая — через его срединную часть. Сначала думали, что скорость волн в этой части ядра растет быстро, но плавно. Но точные наблюдения последних лет показали, что и здесь возрастание скорости волн происходит скачком. Это было открытием внутреннего ядра Земли. Большая скорость волн в нем и вызывает их значительное преломление. Волны, прошедшие через внешнее и внутреннее ядро (бывшая вторая ветвь волн РКР), получили теперь обозначение PKJKP (J — буква для обозначения пути волны во внутреннем ядре).

Остается добавить, что поперечная волна S, подойдя к границе ядра и не имея возможности двигаться дальше, порождает обменную продольную волну, которая, пройдя ядро, может продолжить путь в виде продольной волны (тогда ее обозначение будет SKP), а может вновь превратиться в поперечную и так прийти к поверхности (волна SKS). Волны Р и S, неглубоко погрузившиеся в глубь Земли и вышедшие к ее поверхности на небольшом расстоянии, могут испытать отражение и даже преобразование из Р в S на земной поверхности и снова нырнуть вглубь. Отражение может повториться и дважды. Так возникают волны PP, SS, SP, РРР и так далее. Пути всех этих волн изображены на рис. 1.

Рис. 1. Пути распространения основных типов сейсмических волн через земной шар. Там, где волны движутся как продольные, их пути показаны сплошными линиями, где как поперечные — штриховыми. Например, волна SKP до ядра идет как поперечная, а в ядре и после ядра — как продольная, волна P_CS до отражения от ядра идет как продольная, после — как поперечная, и т. д. На рисунке показаны пути далеко не всех волн, замечаемых на сейсмограммах удаленных землетрясений

Что и говорить, картина сложная. Требуется большой опыт интерпретатора, чтобы на каждой записи удаленного землетрясения выделить и опознать все эти волны. А ведь сотни сейсмических станций мира ежедневно записывают достаточно сильные удаленные землетрясения, и число накапливающихся записей исчисляется десятками тысяч в год. Не случайно одной из важнейших задач современной инструментальной сейсмологии стала разработка автоматических устройств для расшифровки сейсмограмм. И если сейчас уже широко применяются магнитная запись колебаний почвы и спектральный анализ этих колебаний, то автоматы для выделения на записи тех моментов, когда на фоне земного «шума» появляются колебания, соответствующие приходу отдельных нужных нам волн, только еще разрабатываются. Задача «узнавания» вступления волны на фоне помех оказалась подобной известной задаче «узнавания» машиной букв или геометрических образцов, и решается она средствами кибернетики. Переход к использованию современных вычислительных машин для обработки сейсмограмм — начало нового этапа детального исследования земных недр. Один из первых результатов на этом пути — открытие новой границы в земном ядре. Об этом осенью 1963 года сообщил руководитель сейсмической лаборатории в Беркли (США) д-р Б. Болт. Правда, о новой, третьей зоне внутри земного ядра неизвестно ничего, кроме того, что она действительно существует.

Какая будет завтра погода? Высоким ли будет паводок? Как проложить точный маршрут по суше и использовать попутные ветры и течения в океане? Повторится ли здесь разрушительное землетрясение? Где лучше искать запасы подземных руд? Как предсказать нарушение радиосвязи? Как строить на вечной мерзлоте? Как использовать подземное тепло? В поисках ответов на эти и на тысячи других вопросов рождались различные отрасли геофизики: метеорология, геодезия, океанография, гляциология, геомагнетизм, сейсмология и другие. И почти в каждой из этих наук сначала ученые ограничивались наблюдениями интересующих их явлений в одной или немногих точках, мало заботясь о том, что делается на соседнем континенте или в смежной отрасли науки. И Земля как бы распадалась на отдельные маленькие лаборатории, отгороженные одна от другой.

Но постепенно, по мере накопления фактов становилось очевидным, что ни одно природное явление на Земле не может быть до конца понято, если его изучать изолированно от других, казалось бы далеких явлений. Становилось очевидным и другое: несмотря на огромные размеры Земли, процессы в ее недрах и на поверхности происходят в каждом месте не изолированно, но в тесной связи с процессами на больших пространствах планеты.

Огромный циклон, зародившись где-нибудь в северной части Атлантического океана, за несколько дней мог изменить погоду во всей Европе до Уральских гор и даже дальше. И одновременно тот же циклон, еще находясь в океане, мог породить слабые колебания земной коры, записываемые сейсмическими станциями на всей той территории, куда он должен был через несколько дней принести плохую погоду. Можно привести пример и обратного воздействия: медленные, длящиеся тысячи лет движения морского дна могут нарушить режим и маршрут глубинных морских течений, при этом резко изменится процесс переноса тепла океаническими водами, на большой территории сразу станет теплее… Именно так кончился 8—9 тысяч лет назад в Европе последний ледниковый период, кончился, когда теплые воды Гольфстрима, прорвавшись сквозь опустившийся глубже подводный Фарерский порог, пустились в далекий путь, огибая берега Скандинавии, неся тепло всей Северной Европе. И даже сейчас небольшие колебания высоты Фарерского порога настолько ощутимо сказываются на режиме вод, что небольшие вариации в переливе подводных течений через этот порог меняют уловы рыб в Северной Атлантике.

Постепенно в геофизике возникали представления об очень сложной системе связей между различными процессами на всем земном шаре. И развитие науки неумолимо привело к тому, что стало необходимым провести хотя бы в течение очень короткого срока наблюдения по всему земному шару, силами всех наук о Земле, едиными средствами и методами. Так возникла идея Международного геофизического года, в проведении которого участвовали 67 стран.

Три года шла подготовка к этому мероприятию, согласовывались программы наблюдений, выбирались места для новых геофизических станций, прокладывались маршруты экспедиций, обучались наблюдатели и готовилось оборудование. Тридцать месяцев, 914 дней — с 1 июля 1951 г. по 31 декабря 1959 г. — продолжалась эта небывалая научная эпопея. А затем настало время планомерной и методической обработки собранных материалов.

Сейчас, когда материалы МГГ в основном уже обработаны, ученым ясно, что только такой путь мог привести к значительному прогрессу в наших знаниях о Земле. И после завершения МГГ его идеи не умерли, наоборот, на ближайшие годы намечено осуществление многих новых международных геофизических проектов.

У программы Международного геофизического года была, однако, одна особенность: в течение МГГ главной задачей ученых было проникнуть в тайны внешних оболочек Земли — водной оболочки (океаны, моря, ледники), воздушной оболочки (атмосфера) и околоземного пространства. Задачам изучения недр твердой Земли в этой программе отводилась в целом скорее подсобная роль. Тем не менее и в этой области был сделан ряд важных открытий.

Таблица 1

ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ

(справочные таблицы)

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

—————————————————————————————————————-

* расстояние от Земли.

** период вращения вокруг Земли.

—————————————————————————————————————-

Таблица 2

ОБЪЕМ И МАССА ЧАСТЕР1 ЗЕМЛИ

Таблица 3

ФОРМА ЗЕМЛИ

Таблица 4

ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ

Таблица 5

СРЕДНИЙ ВЕСОВОЙ СОСТАВ ЗЕМЛИ В ПРОЦЕНТАХ *

—————————————————————————————————————-

* знак ~ означает содержание менее 0,01% по весу.

—————————————————————————————————————-

Таблица 6

НЕКОТОРЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛИ

Внутреннее строение третьей планеты от солнца, получившей название Земля

Зато целиком изучению недр Земли посвящен новый международный проект, впервые предложенный в 1960 г. крупным советским геологом членом-корреспондентом Академии наук СССР В. В. Белоусовым. Этот проект, носящий название «Верхняя мантия Земли и ее влияние на развитие земной коры» или просто «Проект верхней мантии», должен направить усилия представителей наук о твердой Земле во всех странах мира на исследование тех процессов, которые происходят в недрах Земли на глубине до 800—1000 км и определяют все важнейшие события и явления в самых верхних слоях Земли: образование океанов, континентов, горных хребтов, возникновение землетрясений и извержения вулканов, закономерности образования полезных ископаемых и запасы подземного тепла…

Земля — шар, Земля вертится — вот два капитальных, важнейших факта, с установления которых началась наука о Земле.

Открытия эти дались нелегко. Взять, например, форму Земли. Ведь до самого последнего времени мы не могли увидеть шарообразность Земли в натуре, мы понимали умом опыт с исчезающим за горизонтом парусником, мы привыкли к виду школьного глобуса, но это все не было реальным представлением об огромном шаре, окутанном дымкой атмосферы, с резкой линией восхода или заката, черной тенью бегущей от тропика и до тропика с востока на запад. Такой — реальной, огромной, шарообразной — увидели Землю лишь наши славные космонавты, такой запечатлена она теперь на многих цветных снимках из Космоса.

Столетия прошли, пока на точные карты легли очертания материков, рек, горных хребтов. Сейчас поверхность суши известна довольно хорошо, и никогда не будет открыто ни гор выше Джомолунгмы, ни новых наземных хребтов или крупных рек. Скоро будет завершена и картографическая съемка Антарктиды. Но ведь суша составляет только около одной трети всей поверхности Земли. На нашем языке вся планета называется «Земля», но если смотреть по справедливости, то название «Океан» подошло бы здесь куда больше. Но вот поверхность твердой Земли в океанах известна еще очень плохо. Еще сегодня можно найти в океане пространства в несколько сотен тысяч квадратных миль, на которых не сделано ни одного промера глубины!

Но все же в общих чертах мы представляем себе форму земной поверхности. Сейчас это может вызвать улыбку, но в XVII веке несколько десятилетий, то затухая, то разгораясь, велся великий спор: сплюснута ли Земля, как мандарин, или вытянута вдоль оси вращения, как лимон? Две знаменитые экспедиции Французской академии наук отправились в путь: одна поближе к экватору, в Перу, другая как можно дальше на Север, в Лапландию. Их задачей было измерить длину участка земного меридиана.

Еще Эратосфен, о котором мы упоминали, измерил длину окружности земного шара и вычислил радиус Земли. Эратосфен знал по рассказам, что в день летнего солнцестояния в африканском городе Сиене (теперь Ассуан) Солнце в полдень освещает дно глубокого колодца и, значит, стоит в зените. Он измерил высоту Солнца в полдень этого дня в родной Александрии и произвел простой расчет: высота Солнца в Сиене — 90°, в Александрии — 82°8^/, расстояние по прямой дороге из Александрии в Сиену — АС = 5000 стадий (стадия — античная мера длины, равная примерно 160 м). Отсюда, как легко сообразить, длина окружности земного шара равна:

В измерениях Эратосфена ошибки измерения угла а и совсем уж неточно оцененного расстояния АС
благодаря случайности взаимно компенсировались, и он получил неожиданно близкую к истине цифру. Но, конечно, для того чтобы решить задачу о форме Земли, такие измерения не годятся.

Экспедиции Ла Кондамина в Перу и Мопертюи в Лапландию прошли десятки километров, строя точную сеть треугольников. Дело в том, что благодаря применению оптических инструментов до самого последнего времени измерять углы между направлениями на две точки из третьей на поверхности Земли было гораздо легче и точнее, чем измерять расстояние между этими точками. Поэтому точной мерной проволокой или специальными жезлами измеряли одну сторону треугольника, а дальше мерили только углы и по правилам тригонометрии вычисляли длину остальных сторон. К первому треугольнику пристраивали второй, третий, и наконец целой полосой триангуляции (триангль — треугольник) охватывалось значительное расстояние.

В наши дни триангуляцией покрыта большая часть обжитой территории суши. На смену мерной проволоке пришли радио- и светодальномеры, работающие на принципе интерференции волн. А большие расстояния на Земле несколько лет назад опять стали измеряться треугольниками — только одна из вершин этих треугольников оказывается уже не на Земле, а в небе — это спутник, одновременно наблюдаемый на фоне неподвижных звезд из нескольких точек земной поверхности. Фотографирование спутника с точным отсчетом времени в наши дни позволяет измерить расстояние там, где никак не построишь триангуляционную сеть: так связаны точными измерениями Гавайские острова и Северная Америка, Северная Америка и Европа, Южная Америка и Африка.

А как же форма Земли? Ну что ж, измерения французских экспедиций показали, что в Перу длина одного градуса дуги на несколько сотен метров меньше, чем в Лапландии. Очевидно, у полюса кривизна земной поверхности меньше, и, значит, Земля сплюснута у полюсов. Полярный радиус Земли, по новейшим данным, равен 6 356,863 км, экваториальный — 6 378,245 км, средний — 6371 км. Это означает, что окружность Земли по меридиану равна 40 008 км, а объем твердой Земли составляет 1,083*10¹² кубических километров.

Как это часто бывает в науке, полученный результат относительно формы Земли сразу же привел к выводам совсем в другой области. Земля сплюснута вдоль оси вращения — это не случайно. Ее сплюснули, вернее, растянули ее экваториальную зону центробежные силы вращения. Но одно дело, если мы будем вращать упругий шарик, и другое — если придать вращение шарику из пластичной массы. Значит, по величине сжатия у полюсов можно судить о состоянии вещества внутри Земли! Много позже, уже в XX веке точные измерения сплюснутости Земли позволили получить важные сведения о степени упругости и пластичности Земли. Мы еще вернемся к этому вопросу, когда познакомимся ближе со строением самых глубоких земных недр.

Начиная с XVII века точные градусные измерения повторялись все чаще и охватывали все большие пространства. И тут ученых ждали сюрпризы. Земля не хотела влезать в простую геометрическую схему. Речь уже не шла о том, чтобы описать единой формулой всю поверхность Земли, с горными хребтами и океанскими впадинами. Ученые взяли воображаемую поверхность, которая получилась, если бы океаны залили всю Землю, и пытались уточнить форму этого «уровня моря». Это воображаемое тело получило специальное название «геоид», то есть «тело в форме Земли». Оказалось, что геоид — очень сложное по форме тело, отличающееся от эллипсоида вращения большими вздутиями и понижениями, буграми и впадинами. Причина могла быть только одна: разные участки земных недр различаются по своей плотности и, следовательно, по массе. Неравномерное притяжение внутренних масс и создает неравномерности уровня моря на поверхности Земли. Эти неравномерности невелики, и на огромных пространствах неправильности формы измеряются всего метрами или десятками метров, но эти неправильности во весь голос говорят о самой тесной связи поверхности Земли и ее недр, о действии сложных сил внутри Земли. Так мы неизбежно приходим к необходимости изучения земных недр даже в тех случаях, когда речь идет всего лишь о составлении точных карт земной поверхности. Но прежде чем двинуться дальше, нам надо разобраться в том, какие же силы действуют в нашей Земле, или, говоря другими словами, какие физические поля определяют ее строение и развитие.