72683-1 (707698), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

(6)

Таким образом, в расчёте получена величина коэффициента трения в меньшая чем требуется по условиям задачи для обеспечения дрейфа литосферной плиты. Для того, чтобы получить коэффициент трения близким к единице необходимо в (6) принять массу сверхскопления в большую чем принята сейчас по светимости звёзд сверхскопления. Мы столкнулись с уже ставшей традиционной для космологии проблемой, проблемой скрытой массы (тёмной материи). Эта проблема возникает каждый раз, когда предпринимается попытка решения динамических задач на сверх больших расстояниях. Причём чем больше расстояние, тем разительнее разница между массой полученной по светимости звёзд и массой требуемой по динамическим уравнениям. Сошлёмся в этом вопросе на авторитет выдающегося астронома 20-го века Я.Э. Эйнасто и информацию, изложенную в [Л-9]. Так для Солнечной системы, несмотря на продолжающиеся споры, убедительной разницы между видимой и скрытой массой не обнаружено. Для Галактик скрытая масса, полученная из динамических уравнений, в 10 раз превышает массу, полученную по светимости звёзд. Для звёздных скоплений это различие уже в 100 раз. Все попытки найти носителей скрытой массы, которые продолжаются в течение нескольких десятилетий, не дают результата. Для рассматриваемой нами задачи, в которой расстояния сравнимы уже с линейными размерами самых больших структур Вселенной, требуется скрытая масса в (в сто триллионов) раз большая чем подсчитана по светимости звёзд. Поиск такой “скрытой” массы выходит за грань благоразумия.

“Но, может быть, нуждаются в уточнении законы физики? Именно такую возможность предложил рассмотреть американский астрофизик М. Милгром (Mordehai Milgrom). Он предположил, что закон всемирного тяготения Ньютона справедлив лишь на “малых” расстояниях. Если расстояние между взаимодействующими массами достаточно велико, то сила взаимного притяжения будет обратно пропорциональна расстоянию не в квадрате, а в некоторой меньшей степени, которая при расстояниях, стремящихся к бесконечности, приближается к единице”. [Л-9].

Вычислим выражение (6) для случая, когда расстояние в знаменателе будет в первой степени:

(6а)

На этот раз масса сверхскопления оказалась в (в десять миллиардов) раз больше чем требуется по условиям задачи. Но в (6а) мы взяли формулу Милгрома для случая бесконечного расстояния. У нас же хоть и большое, но конечное расстояние. Согласно Милгрому в нашем случае расстояние в знаменателе (6а) должно быть в дробной степени, между двойкой и единицей. Найдём значение степени для расстояния в знаменателе (6), которое будет соответствовать условиям нашей задачи, то есть случаю, когда =1.

(7)

Прологарифмируем (7), определим из полученного логарифмического уравнения значение степени и вычислим: (8)

Отсюда уравнение Милгрома (закон всемирного тяготения), отвечающее условиям нашей задачи будет иметь вид: (9)

В рассматриваемой задаче, если только она не содержит скрытой для автора ошибки, подход М. Милгрома с очевидностью предпочтителен.

Рис.3

Теперь, когда мы убедились, что на подходах М. Милгрома, рассматриваемая модель образования литосферных приливных волн может работать, рассмотрим процессы и события, которые ожидают Землю при приближении Солнечной системы к сверхскоплению на критическое расстояние. Для сверхскопления первой величины критическое расстояние на Рис.2 обозначено как , для сверхскопления второй величины как . Схема, позволяющая уяснить эволюцию процессов и событий при приближении Земли к сверхскоплению на критическое расстояние, определяемое соотношением (1), изображена на Рис.3. Силы сдвига Земной поверхности, возникающие под действием сил притяжения сверхскопления, стягивают литосферные плиты к единому полюсу. Назовём его литосферным полюсом. Литосферный полюс это точка на земной поверхности, через которую проходит линия, соединяющая центр Земли и сверхскопление. Сила сдвига в каждой точке земной поверхности определяется как проекция силы притяжения на касательную плоскость к поверхности Земли в данной точке. (10). В (10) определяется из (9); - угол между вектором силы притяжения к сверхскоплению и касательной плоскостью в данной точке поверхности земли. Сила сдвига меняется от нуля в литосферном полюсе и в диаметрально противоположной ему точке земной поверхности до максимального значения, в точках, где касательная совпадает с вектором силы притяжения. Совокупность точек земной поверхности, в которых силы сдвига имеют максимальное значение, назовём литосферным экватором. Это линия на поверхности земли, которая получается при пересечении плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно радиусу, соединяющему центр Земли и литосферный полюс. Литосферный экватор делит Земной шар на два полушария. Одно полушарие направлено в сторону сверхскопления, другое, противоположное всегда направлено в сторону центра нашей Галактики.

Когда силы притяжения переходят некоторое критическое значение, происходит кольцевой разрыв литосферы в областях примыкающих к литосферному экватору. Формируется мировая система рифтов и разломов, представляющая собой совокупность рифтовых долин срединно – океанических хребтов и внутри материковых рифтов, опоясывающих весь земной шар. (См. например, [Л-1]). Рифты имеют линейно вытянутую (на несколько сотен и тысяч километров) щелевидную или ровообразную структуру растяжения земной коры, шириной от нескольких десятков до нескольких сотен километров, ограниченных разломами. Все литосферные плиты, охваченные кольцевым разрывом и обращённые к сверхскоплению, стягиваются к литосферному полюсу. Этот полюс расположен в районе восточного Тибета. Наряду со стягиванием к Тибетскому литосферному полюсу, происходит на обратной стороне Земли, начиная от литосферного разрыва, сжатие Американского материкового пояса, в соответствии с закономерностями гравитационных приливных волн. Расположение литосферного полюса между 30-й и 40-й параллелями обусловлено наклоном земной оси к направлению действия силы притяжения сверхскопления, стало быть к плоскости солнечной орбиты и плоскости Галактики. Причём по мере сближения с любым из 8-ми сверхскоплений (см. Рис. 2), литосферный полюс всегда ориентирован на сверхскопление. Положения литосферного полюса между параллелями может измениться только с изменением пространственной ориентации оси вращения Земли. Литосферный полюс в принципе мог бы сформироваться на любом меридиане между 30-й и 40-й параллелями. То, что он закрепился в районе восточного Тибета, носит случайный характер и вызвано характером распределения литосферных масс в начальный период формирования литосферы более 4-х миллиардов лет назад. Если за этот период менялось положение земной оси, то это приводило к изменению положения литосферного полюса и по параллели и по меридиану, а Тибетский литосферный полюс имеет меньший возраст.

Стягивание литосферных плит к полюсу вызывает явление спрединга (расширение ложа океанов) в рифтах и субдукцию (затягивание) холодных, а потому более тяжёлых океанических плит под континентальные литосферные плиты. Это приводит к сдавливанию внутренних областей мантии, что сопровождается выходом магмы в рифтовых трещинах и вызывает вулканическую активность в зонах субдукции. Время жизни океанических плит не превышает 100 – 200 миллионов лет, так как они погружаются и растворяются в континентальной мантии. Континенты, хотя и растут и меняют свою форму, но существуют на поверхности Земли на протяжении 3 – 4 миллиардов лет. Таким образом, примерно за один галактический год литосферное ложе океанов сменяется полностью. Если мы посмотрим на горные системы Евразии, то они имеют ясно выраженную тенденцию кольцевыми дугами опоясывать Тибет. Такую же картину даёт карта напряжений земной коры [Л-2]. Сейсмические пояса восточного полушария охватывают Тибетский полюс. С востока Китайский сейсмический пояс и далее Российский дальний восток, обусловлены притяжением тихоокеанской литосферной плиты. Сейсмический пояс Юго-восточной и Южной Азии вызван движением Индо-австралийской плиты. Западный сейсмический пояс Южной Европы и Кавказа – притяжением к литосферному центру Африки. Северный сейсмический пояс Средней Азии и юга Сибири вызван притяжением северных литосферных масс Евразии к Тибету. Необходимо отметить, что напряжения в литосфере суммируются и нарастают в направлении к литосферному полюсу, что и вызвало общее горное поднятие в этой области Земли. По мере приближения к сверхскоплению не исключена ситуация, когда после определённого порога начнётся общая непрерывная подвижка литосферных плит. Это может привести к формированию двух больших материков: одного в восточном полушарии, другого в западном полушарии. Но на более ранних стадиях можно предвидеть закрытие Гибралтарского пролива и превращение Средиземного моря во внутренний водоём, отвечающий своему названию. Это связано с тем, что Африка не только линейно притягивается к Тибету, но и поворачивается по часовой стрелке. На это указывают наличие срединно-океанического рифта в Индийском океане, протянувшемся с юга на север и процесс раскрытия Красного моря. Необходимо обратить внимание на периодический (с периодом земных суток) характер воздействия сил тяготения сверхскоплений, который вызван вращением Земли вокруг своей оси. С одной стороны этот факт вроде бы снижает силовое воздействие, с другой периодические нагрузки могут способствовать снижению коэффициента трения и тем самым усиливать воздействие. Может возникнуть вопрос, а почему Солнце и центр Галактики оказывающие на Землю гораздо более сильное гравитационное воздействие не вызывают подвижки земной поверхности? Ответ достаточно прост. Эти воздействия уравновешиваются центробежными силами, вызванными круговым вращением и Земля испытывает по отношению к Солнцу и центру Галактики невесомость, так же как космонавт на орбите Земли. Так же как Луна, вызывая приливные океанические волны на Земле, сама по отношению к Земле находится в невесомости. По отношению к сверхскоплению ни Галактика, ни Солнечная система, ни Земля не совершают кругового движения и поэтому воздействие сверхскоплений не скомпенсировано. Мы уже отмечали, что всего при движении по орбите Солнца Солнечная система за один оборот испытывает 4-е воздействия сверхскоплений 1-ой величины с периодичностью в 62 миллиона лет и 4-е сверхскопления 2-й величины, которые протекают в промежутках между первыми. Так, что Сепкоски тоже прав, указывая на более частую периодичность катастроф.

Отметим один аномальный момент в форме кольцевой мировой линии рифтов наблюдаемый возле Северного полюса. (См. Рис.2 или [Л-1]). Казалось бы, что рифтовая трещина должна проходить не с Российской стороны полюса, а с другой стороны, со стороны Канады. Это можно объяснить воздействием центробежных сил, вызванных вращением Земли вокруг оси. Центробежные силы ослабляют притяжение сверхскоплений и силы сдвига на Канадской стороне и усиливают на Российской.

Характеристики

Список файлов реферата