Современная теория гравитации

Нейтрино является единственным видом излучения, который приходит к земному наблюдателю из самых глубоких недр Солнца и звёзд и несёт в себе информацию об их внутренней структуре и о происходящих там процессах. Современные средства регистрации нейтрино допускают возможность обнаружения нейтринного излучения лишь от Солнца и сверхновых звёзд нашей Галактики.

В среднем в 1см³ космического пространства содержится от 300 до 400 нейтрино всех сортов (включая антинейтрино) со средней энергией каждой частицы (5-6) 10^-4эВ. С.С. Герштейн и Я.Б. Зельдович в 1966 г. указали, что в рамках теории горячей Вселенной современная средняя концентрация реликтовых нейтрино N_? сравнима по величине с концентрацией реликтовых фотонов N_?.

В обычных звездах, типа Солнца, нейтрино рождаются в ядерных реакциях, обеспечивающих наблюдаемую светимость звезд. При взрывах сверхновых звезд и звездных гравитационных коллапсах температура в центре звезды поднимается настолько, что рождаются позитроны и даже ?-мезоны (пионы) и мюоны. Вычисления нейтринного потока для стандартной солнечной модели, выполненные Дж. Бакаллом (США), дают величину 7,6+3,3 SNU (солнечных нейтринных единиц), в то время как измеренный на установке Дейвиса (США, 1981) поток нейтрино с энергией выше 0,814 МэВ составляет 1,8+0,3 SNU.

Поток нейтрино от Солнца составляет 10¹¹ частиц на см² в сек. (с энергиями до 1 МэВ) и 10⁸ частиц на см² в сек. (с энергией больше 1 МэВ). Для сравнения поток антинейтрино из литосферы Земли составляет 10⁷ частиц на см² в сек. Ежесекундно через тело каждого человека проходит около 10¹³ солнечных нейтрино(17).

Если нейтрино имеют массу покоя отличную от нуля, то они могут двигаться с любой скоростью меньше световой, а также находиться в состоянии покоя. Это открытие накладывает отпечаток на существующие представления о строении Вселенной, путях ее развития. Наличие у нейтрино отличной от нуля массы покоя могло бы иметь важные космологические следствия. Если масса покоя нейтрино превышает 1 эВ, то реликтовые нейтрино вносят основной вклад в среднюю плотность вещества в современной Вселенной и определяют развитие гравитационной неустойчивости на стадии формирования структуры Вселенной.

Интересные результаты были получены А.Г. Пархомовым о возможной роли космологических нейтрино в объяснении непонятных явлений. Он использовал новейшие достижения физики и астрофизики: данные о возможной массе покоя нейтрино и космологические представления о реликтовых нейтрино. Сделав оценочные расчеты, автор гипотезы рассмотрел роль реликтовых нейтрино в некоторых процессах на Солнце и планетах. Оказалось, что Солнце и планеты могут быть эффективной гравитационной «ловушкой» для реликтовых нейтрино.

Определенная часть нейтрино должна совершать орбитальные и колебательные движения около Солнца и планет (и в их недрах), а также вращаться и колебаться относительно центра масс всей Солнечной системы. Кроме того, около поверхности планет и Солнца должен быть тонкий слой с повышенной концентрацией нейтрино - нейтриносфера. Реликтовые нейтрино удерживаются около Солнца в огромном чечевицеобразном облаке, размеры которого можно оценить в несколько расстояний между Землей и Солнцем. По-видимому, существование вытянутой нейтриносферы Солнца открыто сотрудником ИЯИ РАН член-корреспондентом РАН В. Лобашовым, который экспериментально установил, что дважды в год Земля проходит в своем орбитальном движении через области повышенной концентрации реликтовых нейтрино(18).

Установленные экспериментальным путем свойства нейтрино идеально совпадают со свойствами носителя гравитации - «гравитона». Обе частицы имеют огромную проникающую способность, большую плотность, поток движения во всех направлениях, испускаются и поглощаются ядерными реакторами, ориентируются в магнитном поле, очень слабо взаимодействуют с какой-либо материей, вследствие чего их чрезвычайно трудно зарегистрировать.

2. Влияние гравитации на природные явления

Многие природные явления на нашей планете имеют некую закономерность, которая подчиняется неизвестной науке правиле. Человек часто не может объяснить суть и природу этих явлений, в результате ссылается на чудо сверхъестественных сил. Вместе с тем, по мере развития науки и повышения уровня знаний, человек познает тайны и истинные причины этих явлений.

Ученые, самая образованная часть человечества, первыми открывают тайну природы, изучая их, находит доказательства правильности своей догадки. Процесс их познания состоит из проб и ошибок, которые, в результате долгих исследований, дают истинный результат. Рожденная в уме просвещенных ученых теория находит подтверждение в жизни и после понимания в обществе становится общим знанием человечества. По мере развития общества, достижения техники, появляются новые обстоятельства, которые обогащают имеющиеся знания. Но вместе с тем, научные теории, являвшиеся вчера истиной, в результате прогресса часто и опровергаются.

Достижениями науки умело воспользуются политики, преподнося их как превосходство своей нации, пропагандируя их как мощь своего государства, поэтому всякое научное открытие, в первую очередь, используется в военной сфере.

Такие природные явления как, землетрясение, извержение вулкана, цунами и циклон, традиционной наукой объясняется очень просто. При этом, их механизм возникновения и силы, порождающие их, преподносятся как обычные явления, вроде простого сотрясения, возникающие в результате температурного расширения и столкновения тел. На самом деле их природа гораздо сложнее и таит в себе неизвестную силу. Простой мысленный расчет объема сил этих явлений показывает присутствие колоссальной энергии, источником которой может служить только гравитация, имеющая необходимую потенциальную энергию.

Гипотеза о возможности изменения направления гравитации при проникновении в плотные вещества должна в корне менять наши взгляды на природу гравитации. Именно это свойство гравитации может объяснить все природные явления, в которые входят землетрясение, извержение вулкана, цунами и циклон.

Познав основное свойства гравитации - причину изменения направления движения гравитации, в дальнейшем можно установить механизм образования природных явлений.

2.1 Взаимосвязь магнитного поля с гравитацией

Происхождение магнитного поля Земли

Как это ни парадоксально, современная физика до сих пор не знает, что такое «магнитное поле Земли» в физическом смысле, как и из чего оно образуется.

Происхождение магнитного поля Земли по сей день остается загадкой для ученых, хотя существует много гипотез для объяснения этого феномена. То магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем, образованным за счет ряда источников: первое - токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого «вихревого» поля; второе - внешних, космических источников, не связанных с Землей, и, наконец, третье - магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли. Этот последний источник вносит наибольший вклад в формирование геомагнитного поля и именно его генезису посвящено большинство гипотез.

Установлено, что твердая оболочка Земли имеет общую толщину 35 км, далее расположена верхняя мантия со слоями силиката толщиной 400 км и фазового перехода 900 км. Слой ниже и до уровня 5120 км обладает свойствами жидкости, так как через него не проходят поперечные сейсмические волны, в которых частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Модуль сдвига в жидкости равен нулю, и именно поэтому внешнему ядру приписываются свойства жидкости. Внутреннее ядро с глубины 5120 км и до центра Земли (6371 км), по характеру проходящих сейсмических волн, слагается твердым веществом(33).

Проблема происхождения магнитного поля Земли до настоящего времени не может считаться окончательно решенной, хотя почти общепризнанной является гипотеза магнитного гидродинамо, основанная на признании существования жидкого внешнего ядра с конвективными течениями. По теории конвективного течения, жидкая мантия во внешнем ядре, под влиянием температурных процессов в центре планеты, поднимается вверх и опускается вниз и создает течение(10).

По моей гипотезе, которая изложена в II главе первой части, поток гравитации вращает земное ядро со скоростью один оборот за 7,326 минут (рис. 13). Такая скорость через жидкую мантию передается к поверхности планеты, при этом скорость вращения падает до известной. Перемешивание вещества во внешнем ядре, способствует образованию кольцевых электрических токов. Скорость перемещения вещества в верхней части внешнего ядра будет несколько меньше, а нижних слоев - больше относительно мантии. Подобные медленные течения вызывают формирование кольцеобразных (тороидальных) замкнутых по форме электрических полей, не выходящих за пределы мантии. Благодаря взаимодействию тороидальных электрических полей со спиралевидными течениями во внешнем ядре возникает суммарное магнитное поле дипольного характера, ось которого примерно совпадает с осью вращения Земли. Для «запуска» подобного процесса необходимо начальное, хотя бы очень слабое, магнитное поле, которое может генерироваться гиромагнитным эффектом, когда вращающееся тело намагничивается в направлении оси его вращения.

Вращение внутреннего ядра тесно взаимосвязано с наличием магнитного поля, только, что из них первично - вращение или магнитное поле, остается риторическим, как - яйцо или курица.

Инверсия магнитного поля

В 60-х годах геофизики Е. Телье и С.П. Бурлацкая исследовали термонамагниченность обожженных человеком образцов глины (время обжига установлено по археологическим данным). Это позволило построить кривую изменения напряженности геомагнитного поля за последние 5000 - 6000 лет. От наших дней в глубь веков магнитное поле плавно нарастает, достигая максимума примерно в начале новой эры. В тот период оно было в 1,5 раза больше современного. Затем поле начинает убывать вплоть до IV тыс. до н.э. Величина магнитного поля 5000 - 6000 лет назад была в 2 раза меньше, чем в настоящее время. Если двигаться еще дальше по шкале времени, то поле вновь начнет возрастать, хотя, как отмечает С.П. Бурлацкая, для уверенных выводов данных недостаточно. Таким образом, нет сомнений в том, что основная дипольная часть магнитного поля Земли испытывает колебания, вероятно имеющие периодический характер. Возможный период изменений поля превышает 6000 лет. Следует отметить, что если максимальные значения поля замерены точно, то минимальные величины напряженности поля неизвестны(4).

С помощью палеомагнетизма удалось установить одно интересное физическое явление, сопровождающееся резким и значительным по величине уменьшением напряженности магнитного поля. Изучение магнитных свойств геологического разреза горных пород показало, что в процессе осадконакопления северный и южный магнитные полюсы менялись местами, происходила инверсия знако-магнитного поля). В некоторых геологических периодах было по несколько инверсий магнитного поля. Не менее девяти инверсий поля произошло в последний плиоцен-четвертичный отрезок геологического времени, длившийся 11 млн. лет. Последняя инверсия магнитного поля на нашей планете отмечена в начале четвертичного периода, т.е. 500-800 тыс. лет назад. Считают, что в среднем поле одного знака существует не менее 500 тыс. лет (3, 4).

В момент инверсии величина поля уменьшается до 0,3 от нормальной, а если учесть предшествующий уменьшению некоторый «скачок» его величины, то общая амплитуда уменьшения поля примерно равна его нормальной величине. Процесс инверсии магнитного поля Земли изучен лишь в первом приближении. Не исключено, что главную роль в инверсии магнитного поля играет солнечная гравитация, которая медленно оказывает смещенное влияние на ось вращения Земли. По этой причине ось вращения Земли в настоящее время находится в некотором отклонении от строгой перпендикулярной линии к плоскости орбиты Земли.

Легко понять, что органической жизнью нашей планеты наступление инверсии магнитного поля воспринималось как грандиозная катастрофа. Ведь уменьшение напряженности магнитного поля в 3 раза должно вызвать уменьшение скорости вращения планеты вокруг совей оси и пропорциональное увеличение уровня космической радиации на Земле. Уменьшение напряженности поля происходило на протяжении отрезка времени, измеряемого столетиями, в течение которых животному миру было необычайно трудно приспособиться к резкому увеличению космической радиации.

Смена полюсов происходит почти каждые 500 тыс. лет из-за изменения направления течения в толще нашей планеты огромных масс жидкого железа, движущихся вокруг твердого ядра Земли. Нынешний период распределения магнитных полюсов затянулся - они не менялись местами уже более 750 тыс. лет.

Смена полюсов, связанная с вращением внутреннего ядра планеты, не может произойти за короткий срок и моментально. Такой процесс может длиться долго и должен происходить постепенно, с медленным перемещением полюсов. Если, все-таки, смена полюсов происходит в виде кувырка, в таком случае вращение планеты остановиться на некоторое время, что приведет к отсутствию центробежной силы. Так как уровень гравитационного потока при этом остается без изменения, произойдет максимальное сжатие объема планеты, что приведет к многочисленным катаклизмам, аналогичным библейскому всемирному потопу. Литосфера и мантия Земли уменьшится в объеме, процесс которых сопровождается сейсмическими явлениями. Моря и океаны разливаются и покроют всю поверхность Земли.

Свойство магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли описывается семью параметрами. Для измерения земного магнитного поля в любой точке, мы должны измерить направление и напряжённость поля. Параметры, описывающие направление магнитного поля: склонение D, наклонение I. D и I измеряются в градусах. Напряженность общего поля F описывается горизонтальной компонентой H, вертикальной компонентой Z и северной X и восточной Y компонентами горизонтальной напряженности. Эти компоненты могут быть измерены в Эрстедах (1 эрстед = 1 гауссу), но обычно - в нанаТеслах (1 нТ х 100 000 = 1 эрстеду). Напряженность магнитного поля Земли грубо между 25 000 - 65 000НТ (0,25-0,65 эрстеда). Магнитное склонение - угол между магнитным и географическим полюсами. D считается положительным, если измеряемый угол восточнее географического и отрицательным, когда - западнее. Геомагнитное поле, измеренное в любой точке земной поверхности, является совокупностью нескольких магнитных полей, генерируемых различными источниками. Эти поля накладываются и взаимодействуют друг с другом. Более чем 90% измеряемого поля генерируется внутри планеты и в земной коре. Эта часть геомагнитного поля часто называется главным магнитным полем. Главное магнитное поле изменяется медленно во времени и может быть описано такими математическими моделями как (IGRF) - международная геомагнитная рекомендуемая модель, (WMM) - Глобальная магнитная модель. Главное магнитное поле создает в межпланетной среде полость, называемую магнитосферой, где земное магнитное поле преобладает в магнитном поле солнечного ветра(10).

Магнитное поле Земли вызывает образование ионосферы и двух поясов заряженных частиц вокруг Земли. Внутренний экваториальный пояс с наибольшей плотностью частиц расположен на расстоянии около 3600 км от поверхности планеты. Он опоясывает Землю кольцом от 35° южной широты до 35° северной широты. Внешний пояс, состоящий в основном из электронов, распространяется до широт 65°. Положение в пространстве, объем и плотность частиц в нем сильно меняются, расстояние от Земли колеблется в пределах 25-50 тыс. км. Главное защитное свойство этих поясов в том, что они выполняют роль ловушек для идущих от Солнца частиц с большими энергиями. Магнитное поле, отклоняя их от направления на Землю, вовлекает в кругооборот вокруг планеты.

Замечено, что если двигаться от экватора к полюсу, то число попадающих на Землю заряженных частиц несколько возрастает (примерно на 10%). В стратосфере широтный эффект в несколько раз больше, чем на уровне моря. На верхней границе атмосферы интенсивность космических лучей в районе экватора в 5 раз меньше, чем в полярных областях. В этом сказывается отсутствие постоянных поясов заряженных частиц над полярными областями. Однако это увеличение интенсивности корпускулярного потока в приполярных районах сравнительно невелико и не представляет опасности для жизни(12).

Магнитное поле Земли по своей величине очень мало. Оно в сотни раз слабее, чем поле между подковами обычного школьного магнита. Однако земное поле занимает огромный объем, простираясь на десятки тысяч километров от поверхности Земли. А так как энергия магнитного поля пропорциональна объему, то влияние земного поля на процессы в окрестностях планеты очень велико.

Магнитное поле Земли оказывает сильное влияние на электрические частицы, движущиеся в межпланетном пространстве около Земли. Эти частицы можно разбить на две группы: космические лучи, т.е. электроны, протоны и ядра тяжелых элементов приходящие с почти световыми скоростями, главным образом из других частей Галактики, и корпускулярные потоки - электрические частицы, выброшенные Солнцем.

В магнитном поле электрические частицы движутся по спирали; траектория частицы как бы навивается на цилиндр, по оси которого проходит силовая линия. Радиус этого воображаемого цилиндра зависит от напряженности поля и энергии частицы.

Примерно 99% энергичных частиц, «пробивающих» магнитный экран Земли, являются космическими лучами галактического происхождения, и лишь около 1% образуется на Солнце(10).

Магнитные силовые линии Земли в среднем близки к силовым линиям некоторого диполя, отличаясь от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре. Магнитное поле Земли испытывает вековые изменения. Скорость и характер изменения различны в различных географических точках.

Всю область околоземного пространства, заполненную заряженными частицами, движущимися в магнитное поле Земли, называют магнитосферой. Она отделена от межпланетного пространства магнитопаузой. Вдоль магнитопаузы частицы корпускулярных потоков («солнечного ветра») обтекают магнитосферу. Еще в XVIII веке было замечено, что магнитное поле Земли может испытывать кратковременные изменения. Склонение и наклонение изменяются и колеблются иногда в течение многих часов, а потом восстанавливаются до прежнего уровня. Это явление называется магнитной бурей.

Магнитные бури часто начинаются внезапно и одновременно во всем мире. В высоких широтах во время возмущений магнитного поля наблюдаются полярные сияния. Они могут продолжаться несколько минут, но часто видимы в течение нескольких часов. Полярные сияния сильно различаются по форме, цвету и интенсивности, причем все эти характеристики иногда очень быстро меняются во времени. Спектр полярных сияний состоит из эмиссионных линий и полос.

Возмущения магнитного поля сопровождаются также нарушениями радиосвязи в полярных районах. Причиной нарушения являются изменения в ионосфере, которые означают, что во время магнитных бурь действует мощный источник ионизации. Было установлено, что сильные магнитные бури происходят при наличии вблизи центра солнечного диска больших групп пятен. Последующие наблюдения показали, что бури связаны не с самими пятнами, а с солнечными вспышками, которые появляются во время развития группы пятен.

Жесткое излучение вспышки вызывает в ионосфере резкое добавочное увеличение ионизации, сопровождающееся возникновением потоков и возмущением общего магнитного поля Земли. Во время вспышки особенно усиливается наиболее жесткий компонент рентгеновских лучей, который увеличивает ионизацию главным образом в ионосферном слое D (в 5-10 раз). Слой начинает сильно поглощать короткие радиоволны, примерно до 100 м, и отражать длинные километровые волны. Первое - приводит к замиранию радиослышимости на коротких волнах, а второе - к усилению слышимости далеких станций на длинных волнах. Корпускулярное излучение Солнца, также связанное со вспышками, вызывает магнитные бури и полярные сияния(3).

Корпускулярный поток, движущийся со скоростями в среднем около 1000 км/сек, достигает Земли, как правило, через сутки после того, как наблюдалась хромосферная вспышка. Он представляет собой быстродвижущуюся плазму, которая тормозится магнитным полем Земли, препятствующим движению ионизованного газа поперек магнитных силовых линий. В результате корпускулярный поток останавливается, деформируя при этом магнитные силовые линии, т.е. вызывая возмущения магнитного поля Земли - магнитные бури. В верхних слоях атмосферы частицы корпускулярных потоков создают дополнительную ионизацию, которая изменяет условия проникновения гравитации, и возбуждает ее аномалию.

Влияние магнитного поля Земли на гравитацию

Нейтрино - носители гравитации не захватываются магнитным полем Земли, однако они четко реагируют на него. При этом в зависимости от направлений электромагнитных возмущений в атмосфере и литосфере Земли, поток гравитации обладает способностью сгруппироваться или сфокусироваться.

Благодаря влиянию магнитного поля гравитация приобретает определенное свойство, то есть она становится целенаправленной и оказывает направленное воздействие. Носитель гравитации в магнитном поле ориентируется, в результате его влияние на материальное тело принимает направленный характер. Такое свойство магнитного поля хорошо видно на примере планет солнечной системы. Например, имея собственное магнитное поле, Земля вращается вокруг собственной оси, а Луна и Меркурий, и некоторые спутники планет Солнечной системы, которые не имеют собственного магнитного поля, не могут вращаться вокруг собственной оси. Венера, имеющая собственное магнитное поле с противоположными полюсами, чем другие планеты, вращается также в противоположную сторону.

Силовые линии магнитного поля «входят» в Землю вблизи Северного географического полюса и «выходят» вблизи Южного. Там, где силовые линии «входят» в земной шар, располагается Южный магнитный полюс. Следовательно, истинный Южный магнитный полюс находится вблизи Северного географического полюса, но так уж исторически сложилось, что Южный магнитный полюс для удобства договорились считать Северным(4).

Возмущения магнитного поля Земли часто связаны с процессами, происходящими на границе магнитосферы, в частности, с высыпаниями протонов или с солнечными протонными событиями, которые, в свою очередь, идентифицируются с протонными вспышками на Солнце.

Несмотря на довольно значительный объем работ по исследованию эффектов магнитных возмущений на процессы в атмосфере Земли, мировой общественности мало известно об опасных последствиях сильных магнитных возмущений. Проведенный анализ свидетельствует о том, что поглощение в ионосфере в значительной степени определяется процессами, происходящими в геомагнитном поле Земли. В (5) указывается на возможное влияние магнитных бурь на погоду и даже изменение климата.

Выполненный анализ свидетельствует о том, что поглощение и возмущение в ионосфере в значительной степени определяются процессами, происходящими на Солнце, на границе магнитосферы Земли и в геомагнитном поле. Значительные изменения в возмущении ионосферы вызывают солнечные протонные события и сопровождающие их геомагнитные бури.

2.2 Взаимосвязь электромагнитных возмущений в ионосфере и литосфере с гравитационными аномалиями

Сопровождение сейсмических явлений электромагнитными возмущениями

Определенный интерес представляют источники и причины возникновения аномалий в уровне плотности гравитации. В последнее время ученые и исследователи обратили внимание на присутствие электромагнитной аномалии в местах землетрясений и извержения вулканов. Они предлагают способ прогноза землетрясений с помощью радиоволн, который заключается в анализе электромагнитной составляющей в ионосфере Земли.

Перед землетрясениями наблюдаются различные аномалии, такие как свечение неба перед катастрофой в Ашхабаде в 1948 году, яркие светящиеся полосы над Ташкентом в 1966 году или активизация электромагнитных явлений - самопроизвольное загорание люминесцентных ламп, сбои в работе компьютеров и бытовой техники, пробои изоляции кабелей, электризация горных пород. Узбекские ученые перед Газлийским землетрясением регистрировали повышенный уровень электромагнитного излучения, который нарастал в течении 5-6 часов, а после главного толчка понизился до обычного уровня. Землетрясениям предшествует повышение электромагнитного фона на 85-90 процентов. (6,7)

В результате действия магнитного поля наша планета окружена ионосферой - слоем разреженного ионизированного газа на высотах от 70 до 500 км, где текут мощные электрические токи, которые на северном полюсе проявляется в виде полярного сияния. Ионосфера и расположенный ниже слой озона поглощают ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца.

В последнее время ученые и исследователи обратили внимание на присутствие электромагнитной аномалии в местах землетрясений и извержения вулканов. Казахстанский ученый Ларкина В.И. предлагает метод прогноза землетрясений с помощью радиоволн. Суть ее метода заключается в анализе электромагнитной составляющей в ионосфере Земли.

Анализ экспериментальных данных, осуществленный российским ученым Кусонским О.А. (7), показал, что сейсмические явления однозначно сопровождаются геомагнитными возмущениями. Отсюда можно заключить, что механизм инициирования землетрясений имеет общие черты и природа их одинакова. Приуроченность землетрясений к магнитным бурям или спокойному полю носит закономерный характер и обнаруживает нелинейность процесса формирования предпосылок к возникновению землетрясений в регионе.

Исследование состояния ионосферы по данным обсерватории на месте эксперимента показал, что землетрясения совпадают с возмущениями в ионосфере, выражающимися в волнообразном изменении ионизации среднего слоя ионосферы и его высоты в течение многих часов. Во всех случаях региональные землетрясения сопровождает понижение ионизации слоя. Непосредственно во время землетрясений ионизация уменьшалась более чем в три раза. За час-два перед землетрясением слой опускался(7).

Таким образом, состояние среднего слоя ионосферы имеет одинаковые закономерности, выражающиеся в наличии возмущений в слое в течение суток и более, опускании слоя перед землетрясением и понижении ионизации слоя во время землетрясения. Это также может свидетельствовать об идентичности причин возникновения землетрясений.

Перед землетрясением регистрируется повышенный уровень электромагнитного излучения на поверхности земли, который нарастал в течении 5-6 часов, а после главного толчка понизился до обычного уровня. На основе статистической обработки полученных данных сделан вывод, что землетрясениям предшествует повышение электромагнитного фона на 85-90 процентов (8,9).

Взаимосвязь ионосферы с магнитным полем Земли

Установлено, что причинами локальных и региональных аномалий в магнитном поле Земли являются различные по своим магнитным свойствам породы, расположенные в земной коре. Кристаллические, изверженные и метаморфические породы содержат значительное количество ферромагнитного вещества (магнетита), которые вызывают резкое усиление магнитного поля, создавая его изменение. Различие магнитных свойств пород, глубина их залегания, мощность и форма геологического образования создают все разнообразие магнитных аномалий. Поэтому магнитные аномалий часто встречаются вдоль крупных тектонических разломов, очевидно связанные с нарушением электропроводности пород в краях тектонических плит(10).

Исследование полученных составляющих землетрясений показало, что сейсмические явления произошли во время возмущения геомагнитного поля (наблюдались магнитные бури планетарного масштаба) и приурочены к наиболее интенсивным фазам возмущений. Ионосфера в это время также испытывала состояние возмущения, выражающееся в уменьшении ионизации ее среднего слоя с понижением высоты. Анализ метеорологической обстановки показал, что землетрясения произошли при очень близких барических условиях - при прохождении глубокого циклона, сопровождавшегося геомагнитными возмущениями в ионосфере. Распределение атмосферного давления на поверхности произошло таким образом, что землетрясения возникали на границе областей наиболее высокого и низкого давления. Установлена связь изменения атмосферного давления во времени и геоакустических шумов, регистрируемых в глубине земной коры (6,11)

Возмущения магнитного поля планеты сопровождаются также изменениями в ионосфере, которые означают, что во время магнитных бурь действует мощный источник ионизации. Установлено, что сильные магнитные бури связаны с солнечными вспышками, которые появляются во время развития группы пятен на солнце. Жесткое излучение вспышки вызывает в ионосфере резкое добавочное увеличение ионизации, сопровождающееся возникновением потоков и возмущением общего магнитного поля Земли. Во время вспышки особенно усиливается наиболее жесткий компонент рентгеновских лучей, который увеличивает ионизацию в ионосферном слое в 5-10 раз.

Частицы излучаемых Солнцем корпускулярных потоков, захватываются магнитным полем Земли и наполняют внешний радиационный пояс. В полярных районах условия для захвата частиц менее благоприятны. Здесь электроны и протоны, двигаясь по спирали вдоль силовой линии, могут проникнуть в атмосферу даже при относительно малых энергиях, соответствующих корпускулярным потокам. В верхних слоях атмосферы частицы корпускулярных потоков создают дополнительную ионизацию, которая изменяет условия распространения радиоволн, и возбуждают свечение, наблюдаемое в виде полярных сияний (12,13,14).

Влияние состояния ионосферы и литосферы на гравитацию Земли

В центре магнитных возмущений, образующихся в ионосфере, гравитация начинает отклоняться от своего направления движения. В зависимости от направления вращения магнитного вихря гравитация начинает сфокусироваться, что создает повышенный уровень плотности гравитации.

Магнитные вихревые потоки в ионосфере, направленные по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки - в Южном, способствуют повышению уровня плотности земной гравитации. Это приводит к образованию сжатой зоны по всей глубине атмосферы и литосферы планеты. Магнитные вихревые потоки, подобно всполохам северного сияния, очень подвижны, вместе с тем могут сохраняться неподвижно продолжительное время.

Все эти данные свидетельствуют, что сейсмические явления на планете напрямую связаны с динамикой магнитных возмущений в ионосфере. Вместе с тем, образовавшиеся тектонические разломы, горные массивы и магнитные особенности пород залегания также являются помехой в пути горизонтального распространения магнитного поля в литосфере и образовывают зоны магнитного возмущения.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геомагнитные возмущения в литосфере и ионосфере, как показано на рисунке 21, являются главным источником понижения либо повышения уровня напряженности гравитационного поля, или просто говоря, изменения уровня влияния плотности гравитационного потока, которые приводили к аномалиям гравитационного давления.

Изложенное дает основание утверждать, что землетрясение, извержение вулканов и цунами имеют общую причину возникновения - изменение уровня влияния плотности гравитации на определенных участках Земли. Иногда такие аномалий гравитации в атмосфере и земной коре совпадают и разряжаются за короткий промежуток времени, сотрясая атмо-, гидро- и литосферу.

Учитывая взаимосвязь геомагнитного возмущения в ионосфере с сейсмическими явлениями, необходимо тщательно исследовать причины и характер возникновения магнитных возмущений в ионосфере, их поведение, для прогнозирования и предотвращения землетрясений.

Исследование характера и причины возникновения магнитных возмущений в ионосфере даст возможность человечеству предотвращать землетрясения, создавать искусственные циклоны с дождями в засушливых регионах. В этом направлении целесообразно рассматривать возможности искусственных спутников на геоцентрических орбитах, по облучению ионосферы мощными рентгеновскими лучами.

2.3 Роль гравитации в образовании континентов на Земле

Теория о дрейфе континентов и ее противоречие

Сегодня общепризнанным является тот факт, что континенты и океаническое дно - это отдельные тектонические плиты, перемещающиеся по поверхности мантии относительно друг от друга. Существуют примерно 15 крупных плит и большое количество малых. Плиты разделены океаническими хребтами, которые являются зонами тектонических разломов.

Общепринятая в 1950-60-е годы теория дрейфа континентов, высказанная американским геологом Фрэнком Б. Тейлором и развитая немецким метеорологом и геофизиком Альфредом Вегенером предполагает, что континенты на огромных тектонических плитах, под воздействием конвекционных течений в мантии планеты, могут медленно удаляться друг от друга со скоростью до 10 см в год. Теория основана на изучении ископаемых материалов - останков тропических растений, найденных под слоем льда и снега в Гренландии, которые показывают, что когда-то она была вблизи экватора, а результаты исследований образцов пород на юге Африки и Южной Америки, имеющие следы ледниковых щитов, свидетельствует, что они ранее располагались вместе с Южным полюсом.

Теория дрейфа континентов основывается и на сходстве очертаний существующих материков. Однако береговые линии не являются реальными границами континентов, так как каждый из них окружен мелководной зоной, континентальным шельфом, являющимся продолжением материков. Истинная граница континентов проходит по верху крутого континентального склона, ведущего в абиссальную зону, то есть в глубинные участки океана (19).

Убедительные данные о дрейфе континентов и их доказательства были найдены не на самих континентах, а в океанах и под их дном. Верхняя твердая оболочка Земли - литосфера - представляет собой твердый слой толщиной около 100 км и включает земную кору (океаническую и континентальную) и верхнюю часть мантии (слой, находящийся непосредственно под земной корой). Граница раздела между земной корой и мантией известна как поверхность Мохоровичича (сокращенно Мохо), названная так в честь ее первооткрывателя, югославского геолога Андрея Мохоровичича (1857-1936 гг.). Океаническая кора сильно отличается от континентальной. Она намного тоньше и сформировалась за последние 200 млн. лет, который является очень малым сроком в истории Земли, насчитывающей 4600 млн. лет. Хотя большей частью поверхность океанического дна плоская, здесь выделяют два элемента рельефа: хребты и желоба(20).

В 1950 году Гарри Гесс, профессор Принстонского университета (США) выдвинул теорию спрединга (расширения) океанического дна, согласно которой океаническое дно постоянно раздвигается в стороны от подводных хребтов. При таких темпах, либо Земля исключительно быстро увеличивалась в размерах, либо с новой океанической корой что-то происходило. Гесс считал, что океаническая кора разрушалась с той же скоростью, что и формировалась. Гесс исключил возможность увеличения и расширения Земли, по этому он высказал предположение о связи движения коры с конвекционными течениями в мантии. Конвекционные течения - это круговые движения в жидкости или пластичном материале, наподобие тех, которые можно видеть в кипящей каше, которые возникают под действием восходящих тепловых потоков(20).

С развитием гипотезы тектоники плит развивалась и гипотеза конвективного тепло-массопереноса, ибо иначе трудно объяснить движение плит друг относительно друга. При этом предполагается, что, глубокофокусные землетрясения происходят в холодных погружающихся плитах литосферы. Однако, если бы эффект погружения плит в глубины мантии существовал на самом деле и этот процесс был характерен для континентальных плит и постоянно имел бы место на протяжении геологической истории Земли, то вряд ли могли бы сохраниться на земной поверхности породы возрастом в миллиарды лет, а тем более ровесники Земли. В таком случае вся поверхность континентов с периода образования Земли четыре раза погрузились бы в мантию(21).

Дж. Карр в 1968 году на основании изучения физических свойств мантии, природы границы Мохо и других данных, пришел к выводу вообще о несостоятельности гипотезы о современных процессах конвекции в мантии. Сравнение тектонической истории ряда континентов привело его к заключению о том, что, по крайней мере, в течение последних 900 млн. лет конвекция в мантии отсутствовала (21, 22).

Выше были приведены современные концепции эволюции континентов и океанов: они основаны на той или иной форме конвекции в мантии. Однако многочисленные свидетельства в пользу первичного образования континентов и их последующего дрейфа появились во второй половине ХХ века. Рассмотрим некоторые концепции, представляющие некоторый исторический интерес. Не исключена возможность, что положения, выдвинутые в этих гипотезах, могут служить предпосылками для новых теорий. Так, например определенной популярностью до сих пор пользуется гипотеза расширения Земли, и можно полагать, что, в конце концов, некоторые ее положения окажутся справедливыми (23, 24).

Теория о расширении Земли

Одной из таких теории, более вероятной является образование континентов путем расширения Земли. Предполагается, что Земля в период формирования была много меньше, чем сейчас: ее диаметр составлял примерно половину современного. Мощность коры, образовавшейся в тот период, повсеместно составляла около 30 км. После увеличения диаметра первоначальная кора раскололась, а ее обломки образовали континенты. Расширение, как предполагается, началось с образования «трещин», аналогичных Срединно-Атлантическому рифту. Увеличение диаметра в два раза соответствует увеличению поверхности в четыре раза, при этом возникающие приращение площади по порядку величин равно площади, занятой современными континентами.

Вместе с тем такое увеличение радиуса должно вести к увеличению объема и уменьшению плотности в восемь раз. Таким образом, если средняя плотность Земли сегодня составляет 5500 кг/м³, то раньше эта цифра должна была составлять примерно 44000 кг/м³.

Столь значительное изменение плотности порождает непреодолимые трудности, по крайней мере, при справедливости современных физических законов на протяжении всей истории Земли. Ускорение силы тяжести на поверхности Земли к началу расширения (палеозой) должно было быть в четыре раза больше, чем сейчас, а момент инерции был бы в четыре раза меньше. Анализ ископаемых остатков не свидетельствует ни о таком высоком значении ускорения силы тяжести в палеозойскую эру (растения и животные имели тогда примерно тот же облик, что и теперь), ни о столь малом моменте инерции, что сказалось бы на скорости вращения Земли, то есть она была бы много выше по сравнению с настоящей(25).

В процессе рассмотрения всех вариантов были проведены расчеты с целью выяснить, нельзя ли крупномасштабное расширение земного шара объяснить за счет химических изменений или фазовых переходов в недрах Земли. Расчеты строились на простом сравнении энергии, необходимой для расширения с энергией химических соединений. Энергия, требуемая для расширения, представляет собой просто разницу в энергии гравитационного потенциала для маленькой и большой Земли.

Разница между энергией силы тяжести в том и другом случаях до некоторой степени зависит от распределения плотности внутри Земли. Бек(26) обнаружил, что при любом разумном распределении плотности возможно увеличение радиуса на 100 км, тогда как при увеличении его на 1000 км или более требуется совсем другое распределение плотности. Кук и Эрдли(27) пришли к выводу, что для равномерного увеличения радиуса Земли на 20% потребовалось бы такое количество энергии, которое необходимо для распада почти всех химических соединений в молекулах Земли.

Кроме термальных причин, обуславливающих расширение, была выдвинута идея его зависимости от медленного изменения значения гравитационной постоянной - G, постулируемого в ряде работ по исследованию космического пространства. Занимаясь вопросами теории относительности Джордан (28) пришел к заключению, что значение G в законе всемирного тяготения Ньютона не является величиной постоянной, как это принято считать, но в действительности будет переменной, поскольку она медленно уменьшается с моменте образования Вселенной. То же самое утверждал и Дайк.

Бек оценил количество энергии, высвобождающейся при таком понижении гравитационной постоянной, и опять пришел к выводу, что за счет этого радиус Земли не может увеличиться более чем на 100 км. Поэтому если расширение все же имело место в предполагаемом масштабе, то должен быть найден абсолютно неизвестный источник энергии(29).

Основа расширения планеты

Существующая теория о дрейфе континентов рассматривает весь процесс движения материков планеты с точки зрения постоянной гравитационной среды и влияние динамично уменьшающегося уровня плотности гравитационного потока на указанные процессы не учитывается. Вместе с тем, протекание геофизических процессов при образовании нашей планеты и континентов происходило в условиях постоянно изменяющегося уровня плотности гравитационного потока. Этот фактор обусловил существенное отличие протекания всех упомянутых процессов от общепринятых и сыграл главную роль в образовании материков.

Для представления целостной картины, нам необходимо теоретически смоделировать образование нашей планеты с учетом влияния постоянно меняющегося уровня плотности гравитации.

Есть основания предполагать, что уровень собственной гравитации нашей планеты после ее образования был очень высоким(24). Поэтому плотность вещества планеты была большой, а ее диаметр был значительно меньше нынешнего.

Правильность этого предположения подтверждается результатами исследования данных Кольской сверхглубокой скважины (КСГС), которая прошла 12262 метра проходки. Геологический прогноз разреза КСГС показывал, что граница, дающая наибольшее отражение при сейсмическом зондировании, - это тот уровень, где граниты переходят в более прочный базальтовый слой. В действительности же оказалось, что там расположены менее прочные и менее плотные трещиноватые породы - архейские гнейсы. Это принципиально новая геолого-геофизическая информация, которая позволяет по-другому интерпретировать данные глубинных геофизических исследований(30).

Неожиданными, принципиально новыми оказались и данные о процессе рудообразования в глубинных слоях земной коры. Так, на глубинах 9-12 км встретились высокопористые трещиноватые породы, насыщенные подземными сильно минерализованными водами. Образец породы, поднятый на поверхность, имеет иные свойства, чем в массиве. Здесь, наверху, он освобожден от огромных механических напряжений, существующих на глубине. Даже если воссоздать в специальной камере глубинные условия, то все равно параметры, измеренные на образце, отличаются от тех, что в массиве. На каждые 100 метров пробуренной скважины не получают 100 метров керна. На сверхглубокой скважине с глубины более 5 км средний выход керна составил только около 30%, а с глубин более 9 км это были порой лишь отдельные бляшки толщиной 2-3 см, соответствующие наиболее прочным прослойкам. Итак, керн, поднятый на КСГС, не дает полной информации о глубинных породах, которые в корне отличаются от поверхностных. Информация о глубинных породах полностью искажается даже при сейсмическом зондировании.

Изменились и представления о тепловом режиме земных недр, о глубинном распределении температур в районах базальтовых щитов. На глубине более 6 км получен температурный градиент 20⁰С на 1 км вместо ожидавшегося (как и в верхней части) 16⁰С на 1 км. Выявлено, что половина теплового потока имеет радиогенное происхождение(30).

Необходимо признать тот факт, что исследование и изучение Земли с помощью сейсмического зондирования не дает полную и ясную картину о строении нашей планеты. Массив, находящийся под огромным гравитационным давлением и та среда, где уровень гравитации очень велик, отражают сейсмические волны с полным искажением, характерным только для той среды. Это дает основание предполагать, что электромагнитные и акустические колебания изменяют свои свойства в зависимости от уровня плотности гравитационного потока.

Образования материков планеты с точки зрения динамики гравитации

С учетом этих полученных данных проследим, как могло происходить образование материков планеты. При образовании планеты ее поверхность была почти ровной, без высоких образований и глубин, поэтому ее основная часть покрывалась жидкостью.

По мере остывания планеты, напряженность гравитационного поля стала уменьшаться. Это сопровождалось увеличением гравитационно-сжатого объема планеты, что вызвало, в свою очередь, многочисленные катаклизмы на земной поверхности (26,26,31). На поверхности планеты началось горообразование, появились вулканы, образовались многочисленные глубокие трещины. В результате дальнейшего расширения объема планеты произошли тектонические разломы твердой оболочки по очертанию нынешних материков на глубину несколько десятков километров.

Как известно, гравитация действовала в перпендикулярном направлении к поверхности планеты, по этому ее напряжение снимался в приложенной плоскости на значительной глубине, что не способствовало горизонтальному расширению поверхности планеты. Вместе с тем, на глубине несколько десятков километров расширение породы происходило и в горизонтальной плоскости, в результате поверхность планеты при расширении рвалась как бумага.

Известно, что под влиянием высокого давления у минералов меняется кристаллическая решетка. По мнению академика В.А. Магницкого, в верхних частях мантии преобладает ионный тип химических связей вещества, тогда как в нижней ее части - атомный или ковалентный (как например у алмаза), при котором все атомы связаны друг с другом атомной связью(25).

Гравитационное давление в породах образовывался только в глубине и сильно отличался от механического внутреннего давления на уровне атома. Как приводилось в первой части книги, гравитация действует на ядро атома, по этому высокий уровень гравитации прижимал ядро атома к электронной оболочке, буквально сплющив электронную оболочку атома, и атомы вещества приобретали эллипсоидальный вид, что привело к сжиманию и уменьшению объема вещества планеты (рис. 16). Такой механизм гравитационного сжатия планеты хорошо согласовывается с теорией «черной дыры», где высокий уровень потока гравитации сдувает электронную оболочку атомов.

Продолжающееся расширение планеты привело к раскрытию образовавшихся разломов, которые заполнялись приповерхностной и освобожденной от глубинных пород водой, образовывая океаны и моря. Вращательное движение Земли заставило балансировать разделенные ее поверхности, чтобы сохранить мировое равновесие. В результате будущие материки начали расходиться по сферической поверхности планеты, неравномерно заполнили образовавшиеся пространства водой и заняли нынешние места расположения.

О мировом равновесии континентов

С учетом изложенных факторов и развивая указанную теорию с точки зрения динамики гравитации, смело можно предположить, что дрейф континентов - это результат гравитационного расширения планеты.

Сотни миллионов лет назад планета представляла собой единый континент - Пангею, распластавшийся по всей поверхности Земли. Тогда сжатая под огромным давлением гравитации наша планета представляла собой сферическое тело с диаметром в два раза меньше чем сейчас. Тектонические разломы при расширении планеты раскрывались до определенных глубин, а дальше они заполнялись расширяющейся в горизонтальной плоскости глубинной породой. Пространство, образовавшееся между материками и большими островами, постоянно увеличивается, так как диаметр планеты постоянно растет (20,21).

Объяснение движения материков одними конвекционными течениями в мантии не логично, так как это привело бы только вертикальному движению поверхности планеты. В таком случае Пангея не могла бы образоваться на одной стороне планеты, а другая ее часть заполняться водой, что привело бы к нарушению мирового равновесия(32).

О сохранении мирового равновесия на нашей планете свидетельствует и такой факт. Гора Чимборасо, находящаяся на территории Эквадора, выше Эвереста на 2200 метров. Причина этого заключается в неидеальной шарообразности Земли. Она «вспучена» посредине, поэтому измерение высоты горы от уровня моря не дает точной оценки ее истинной величины. «Вспучивание» Земли в средней части по всей окружности действительно имеет место и является следствием воздействия сил, возникающих при ее вращении. Поэтому, если измерять высоту гор от центра планеты, Чимборасо оказывается выше Эвереста на 2200 метров. А если измерять от уровня моря, то Эверест на 2540 метров выше Чимборасо. Согласно упомянутому сообщению, при измерении от центра Земли высота Чимборасо составляет 6 384 450 метров, а Эвереста - 6 382 350 метров. (11) Для сохранения мирового равновесия та часть планеты, где расположена Северная и Южная Америка в противовес массивной Евразии с Африкой и Австралией дополняется массой океанической воды. (32)

2.4 Влияние гравитационных аномалий на сейсмические явления в земной коре

Строение Земли

Внутреннее строение Земли изучено только с помощью сейсмических волн, возникающих от землетрясений и искусственных взрывов и пронизывающих Землю по всем направлениям, как бы «просвечивая» ее. Ядро Земли впервые сейсмологи обнаружили в 1906 году, а Гутенбергу в 1914 году удалось определить глубину его залегания (2885 км). Граница раздела внешнего ядра характерна тем, что на ней резко падает скорость продольной сейсмической волны от 13,6 км/с до 8,1 км/с. Поперечная сейсмическая волна вообще через внешнее ядро не проходит, что говорит о том, что оно жидкое. Твердое, внутреннее ядро обнаружила Леман (Дания) в 1936 году. Она показала, что оно расположено на глубине приблизительно равной 5000 км.

Наконец, в 1909 году югославский ученый Мохоровичич обнаружил резкое возрастание скоростей сейсмических волн на глубине около 35 км. Эту границу стали считать границей земной коры или границей Мохо. В океане она расположена ближе к поверхности земли на глубине 10-15 км, в горных районах, наоборот, уходит вглубь до 50-80 км(22).