17. Связь климата с циклами Земли
Ученые установили, что климат, оказывающий огромное влияние на многие процессы, протекающие на Земле, со временем меняется. Существует много причин изменения климата. Но самое существенное влияние на климат оказывает движение Земли.
Сегодня нет сомнений в том, что климат зависит от количества той энергии, которую получает Земля от нашего основного источника тепла и света – Солнца. Сезонные изменения климата зависят от наклона земной оси. Каждый знает, что климатические сезоны – весна, лето, осень и зима – существуют на нашей планете только потому, что ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости, в которой Земля движется, – плоскости земной орбиты. Если бы ось вращения Земли была бы строго перпендикулярной к плоскости земной орбиты, то климатические сезоны исчезли бы вообще. Наклон земной оси приводит к тому, что наша планета в течение года бывает по-разному подставлена под солнечные лучи. Например, в первом полугодии к Солнцу повернут Северный полюс, следовательно, Северное полушарие получает и усваивает солнечной энергии больше, чем Южное. Во втором полугодии – все происходит наоборот.
Известно, что количество солнечной энергии меняется не только с сезоном. Больше всего солнечной энергии получают те места, которые перпендикулярны солнечным лучам. Это означает, что вблизи экватора климат теплее. А чем дальше от экватора к северу или югу, тем климат холоднее.
Существенное влияние на количество солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли и усваивается ею, оказывает прецессия. Современные специалисты выяснили, что на протяжении прецессии меняется положение Земли относительно Солнца. Например, в настоящее время Земля и Солнце находятся ближе всего друг к другу в январе, когда в Южном полушарии в полном разгаре лето. Следовательно, Южное полушарие получает солнечной энергии больше, чем Северное. Однако в предстоящем полупериоде цикла прецессии (около 13 тыс. лет) климатическая ситуация будет меняться диаметрально. На протяжении следующего полупериода земная ось переместится от своего сегодняшнего положения на 180°. Это приведет к тому, что через 13 тыс. лет Земля и Солнце будут находиться ближе всего друг к другу не в январе, как сейчас, а в июле, когда в Северном полушарии будет в полном разгаре лето. По этой причине Северное полушарие будет получать и усваивать солнечной энергии больше, чем Южное. Таким образом, на протяжении цикла прецессии климат меняется на обоих полушариях Земли примерно так же, как и на протяжении обычного года. Разница заключается лишь в том, что сезонные изменения видны быстро, через какие-то один-два месяца. А изменения климата, обусловленные прецессией, скажутся через более продолжительное время – тысячелетия.
Современные специалисты обратили также внимание на то, что изменение климата связано не только с изменением солнечной энергии, поступающей на Землю, но и с распределением этой энергии по земной поверхности. На распределение солнечной энергии по земной поверхности существенное влияние оказывает изменение угла наклона земной оси. Например, в настоящее время угол наклона земной оси относительно оси эклиптики составляет 23,5°. Но со временем этот угол будет меняться. Медленные изменения угла наклона земной оси относительно оси эклиптики называются колебаниями или нутацией.
Современные ученые исследовали нутацию с разных точек зрения и пришли к следующему заключению: время одного полного колебания земной оси (нутации) составляет примерно 41000 лет. В течение полупериода нутации, равного 20500 годам, угол наклона земной оси меняется от минимального значения – примерно 22,2°–22,3° до максимального значения – примерно 24,6°–24,7° и обратно. Амплитуда данного колебания составляет примерно 2,4°–2,6°.
Современные ученые оценили, насколько важными для климата Земли являются эти периодические колебания земной оси. Они рассчитали, что, когда угол наклона земной оси максимальный, околополярные области нагреваются больше и ледники отступают. Средние и низкие широты тоже нагреваются сильнее. Когда же угол наклона земной оси минимальный, полярные области недополучают весомую часть причитающейся им энергии, и ледники наступают. При этом отмечаются энергетические убытки в средних и экваториальных широтах.
Одним словом, чем больше наклон земной оси, тем климат теплее, чем меньше наклон земной оси, тем климат холоднее. Современные специалисты выяснили, что максимальный наклон земной оси был около 10 тыс. лет назад. В то далекое время климат на нашей планете был значительно теплее, чем сейчас. Это было золотое время земного климата, которое принято называть временем климатического оптимума.
За прошедшие 10 тыс. лет наклон земной оси уменьшился примерно на 1,2° и продолжает уменьшаться далее. Когда наклон земной оси уменьшится до минимального значения – 22,2°–22,3°, а это произойдет приблизительно через 10 тыс. лет от нашего времени, то похолодание, обусловленное нутацией, достигнет своего пика. Затем наклон земной оси начнет снова увеличиваться, и похолодание сменится фазой потепления.
Кроме прецессии и нутации, ученые связывают изменение климата с еще одним естественным процессом Земли – изменением формы земной орбиты.
Как уже говорилось ранее, форма земной орбиты постоянно меняется: то становится более вытянутой (эллиптической), то приближается к окружности. Результаты современных исследований показывают, что сейчас происходит сближение фокусов земного эллипса. Это означает, что эллиптическая орбита Земли все больше и больше приближается к форме окружности.
Ученые выяснили, насколько важным для климата являются периодические изменения формы земной орбиты. В результате изменения формы земной орбиты меняется расстояние между Землей и Солнцем. А раз меняется расстояние, то меняется количество энергии, поступающей от Солнца на Землю. Каждый знает, что поступающая от Солнца к Земле энергия обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца до Земли. Ученые установили: чем вытянутее земной эллипс, тем контрастнее сезонные изменения, тем климат теплее. Если форма земной орбиты приближается к окружности, то различия между сезонами постепенно уменьшаются, и климат становится холоднее.
Эти краткие сведения о климате взяты из книги «Озонные дыры и гибель человечества?» Авторы книги Ю.В.Мизун и Ю.Г.Мизун полагают, что глобальные изменения климата связаны с тремя выше перечисленными циклами Земли, а именно:
1. С прецессионным перемещением земной оси. Полный период цикла прецессии составляет примерно 24000 (26000) лет.
2. С изменением наклона земной оси. Полный период цикла нутации составляет примерно 41000 лет. Амплитуда нутации чуть меньше 3°.
3. С изменением формы земной орбиты. По современным научным данным период изменения формы земной орбиты составляет примерно 90–100 тыс. лет.
Далее авторы сообщают: «Такие расчеты были выполнены, и неоднократно. Одни ученые перепроверяли других. Но у всех у них оказалось, что рассчитанные периоды похолодания связаны с описанными выше тремя особенностями в движении Земли. К анализу был привлечен большой фактический материал, касающийся не только изменения температуры Земли за последние полмиллиона лет, но и материал о содержании тяжелого изотопа кислорода, а также видового состава двух видов морских организмов (радиолярий). Эти данные были получены при изучении колонок глубоководных морских осадков. Очень важно, что все указанные данные характеризуют разные стороны климатической системы, а именно температуру, распределение и засоление вод океана в результате таяния и образования ледниковых покровов.
По всем указанным данным было выявлено наличие трех циклов изменения климатической системы, а именно связанных с колебаниями земной оси, с изменениями наклона земной оси по отношению к плоскости эклиптики и с изменениями удаления Земли от Солнца. Анализ вещественных данных, о которых говорилось выше, показал, что периоды в 100 тысяч лет, 42 тысячи лет и 24 (26) тысячи лет действительно прослеживаются в изменении климатической системы Земли, а попросту – климата. Наибольшие изменения климата происходили с периодом в 100 тысяч лет. Менее выражена периодичность в изменении климата, которая совпадает с периодом изменения наклона земной оси по отношению к плоскости эклиптики (42 тысячи лет). И еще меньше проявляются колебания климата с периодом в 24 тысячи лет…»
