Бесспорно одно — развитие Земли происходило не монотонно, а цик­лично. Следы циклов различной продолжительности прослеживают­ся в геологических отложениях всех эпох, включая древнейшие. Они видны в осадочных породах и остатках древней жизни. Их можно заметить в стратиграфическом размещении полезных ископаемых. Это относится, как показали исследования Ю. М. Малиновского, к солям и углям, к горючим сланцам и нефти. «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) пы­тались объяснить наиболее крупные из геологических циклов (про­должительностью порядка 200 млн. лет) влиянием ядра нашей звездной системы Галактики на земные процессы. С одной стороны, они предполагали, 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.

Все это выглядит, однако, крайне неубедительно. Галактическая орбита Земли близка к окружности, поэтому колебания приливных сил со стороны галактического ядра ничтожны. Кроме того, все из­вестные астрономам пылевые туманности очень разрежены и не могут оказать влияния на световой и тепловой режим Земли, попа­ди в любую из них Солнце вместе с планетами. Наконец, если бы даже гипотезы о влиянии галактического ядра оказались верными, то этим бы объяснялся лишь один 200-миллионолетний цикл, а остальная иерархия циклов осталась бы необъяснимой.

Гораздо правдоподобнее гипотеза известного советского астро­нома М. С. Эйгенсона, предполагавшего, что цикличность геологи­ческой истории есть отражение цикличности солнечной активности . В чем же суть идей М. С. Эйгенсона? Исполинский ядерный реактор, именуемый нами Солнцем, существует и действует по меньшей мере 5 млрд. лет. За этот промежуток времени его излучение отличалось завидным постоянством — об этом свидетельствует прежде всего геологическая летопись Земли и возраст земной биосферы, состав­ляющий вряд ли менее 3 млрд. лет. В постоянстве солнечного излу­чения убеждает нас и повседневный опыт: сегодня Солнце на небе выглядит совсем таким же, как вчера, и мы убеждены что внеш­ность его не изменится и через месяц, и через годы, и через сот­ни лет.

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 фикс; руется современными астрофизическими приборами. Широко вошед­ший в научный обиход термин «солнечная активность» в сущности означает физическую изменчивость Солнца вообще.

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. Знаменитый 11-летний цикл — лишь самый известный и са­мый заметный из солнечных ритмов. Его отражения в геологиче­ских отложениях и биосфере столь многочисленны, что даже для простого их перечисления потребовалось бы слишком много места. Подчеркнем главное — в геологических отложениях этот цикл про­слеживается до границ архея. Это означает, что ритмика солнечной активности — явление очень древнее, сравнимое с возрастом Солнца.

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 (наглядная иллюстрация — капризы погоды летом 1972 г.). Солнечна^ активность — повышает циркуляцию в атмосфере и гидросфере, сглаживает температурные градиенты и в целом смягчает климати­ческую обстановку на земном шаре. Подобно активному Солнцу поступаем и мы, когда в остывший чай подливаем горячую воду, а затем помешиваем чай ложкой, добиваясь тем самым потепления всего напитка.

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 геологическую летопись, 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.

Однако есть очень длительные циклы, ярко выраженные в гео­логических отложениях, но ни в чем «астрономическом» не замечен­ные. Эти циклы отражены в следах эпох оледенений, которые сме­нялись сравнительно теплыми эпохами разной продолжительности. Таковы циклы в 1800 лет и более продолжительные, вплоть до 200-миллионолетнего Впрочем, отсутствие астрономических под­тверждений подобных циклов легко объяснимо—ведь тщательное изучение солнечной активности началось лишь в прошлом веке. Это, конечно, ни в коей мере не ставит под сомнение главное: в ис­тории Земли много раз чередовались теплые и ледниковые перио­ды самой разной продолжительности. Здесь действовала иерархия циклов от самых коротких, 11-летних, до наиболее продолжитель­ных, измеряемых миллионами и десятками миллионов лет.

Если искать образное сравнение, то каждый цикл — это как бы рябь на волне следующего, более продолжительного цикла. И еще .одна важная деталь: 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?

Вспомните, как колеблется струна. Ее колебание в целом по­рождает основной тон. Но одновременно колеблются и половинки струны, издавая более высокий звук (первый обертон). Четверти струны создают второй обертон и так далее, теоретически — до бес­конечности. Каждый звук, рожденный струной, — это иерархия зву­ков разной силы и частоты. Все вместе они создают качество зву­чания, называемое тембром.

По М. С. Эйгенсону, Солнце подобно струне, но не в механи­ческом, а в энергетическом смысле. 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.

Похожие статьи:

1. Геологические предпосылки теории эволюции
2. Солнечная активность и урожай
3. Международный экспертный комитет сделал прогноз нового солнечного цикла.
4. Солнечные цунами
5. Земля и ее спутник Луна