Юный техник, 2003 № 08 - Журнал «Юный техник»

Второй способ почти что фантастический. Однако Филипп Машетель, директор Института Земли при французском Университете Монпелье, уверяет, что он гораздо вероятнее первого. Суть же этого процесса заключается в следующем.

Как мы уже выяснили, сырое яйцо трудно раскрутить из-за того, что внутри оно жидкое и слои его, особенно белка и желтка, смещаются друг относительно друга, мешая раскрутке.

Внутри земной коры тоже есть несколько слоев с породами различной плотности и химического состава. Причем в глубине недр расплавленная порода постоянно движется. Перетекая между верхней мантией и переходной зоной на глубине около 400 км, она постепенно меняет свою структуру — расплавляется при движении вниз и отвердевает, подходя к поверхности Земли. Однако на глубине порядка 670 км, на границе между переходной зоной и нижней мантией, ситуация иная. Там в расплавленной породе наблюдается резкий фазовый переход — плотная вязкая порода вверху и более раскаленная мягкая порода внизу. А коль скоро граница имеет ярко выраженную природу, то для перемещения материала из одного слоя в другой нужно значительное количество энергии. Даже жар, поступающий из глубины нижней мантии, задерживается на границе между двумя слоями.

При перегреве же нижней мантии переходная зона теряет стабильность. В результате ей труднее удерживать давящую на нее сверху массу. В конце концов, наступает критический момент, когда в наиболее слабых точках переходной зоны образуются прорывы. А через них из верхней мантии в жидкую магму устремляются холодные и более плотные породы.

Вещество набирает скорость и прошивает пограничный слой насквозь. Оно проникает через нижнюю мантию, как брошенный в воду камень, утверждает Машетель. Потом оно обволакивает ядро, вытесняет более горячий материал, образуя направленные вверх всплески. Всего за 10 млн. лет — а для геологии это мгновения — к центру Земли способен сместиться огромный обломок породы размером с Луну…

И такое смещение может иметь примерно те же последствия, как и удар крупного астероида по внешней части земной оболочки. Планета получит ускорение, подобно фигуристу, который при вращении прижимает руки к телу…

Схема изменения длительности суток из-за катаклизма в недрах планеты.

Цифрами обозначено: 1 — кора; 2 — верхняя мантия; 3 — переходная зона; 4 — оторвавшийся кусок.

Итак, вращение нашей планеты не столь уж стабильно, как это полагали еще недавно. К каким выводам приводит это открытие?

По мнению исследователей, неравномерность вращения, смещение жидких масс внутри планеты приводит не только к изменениям длительности суток, но и к покачиваниям оси вращения планеты (этот феномен называется нутацией) и изменениям геомагнитного поля Земли. Магнитные полюса «гуляют» по поверхности планеты и время от времени даже меняются местами — Южный полюс перемещается на север и наоборот. Это не только может сбить с толку перелетных птиц, привыкших руководствоваться в полете показаниями имеющегося в их организме природного «компаса».

Как мы уже писали (см. «ЮТ» № 3 за 2003 г.), в момент переполюсовки естественное магнитное поле перестанет защищать нас от космического излучения, а это чревато излишним облучением. Нарушится также работа систем связи, компьютеров и другого электронного оборудования. Возможно также усиление сейсмической активности планеты…

В общем, низвержение лавины в недрах Земли сулит нам мало приятного. Одно лишь успокаивает: явление это достаточно редкое. Так что пару миллионов лет, чтобы принять меры, в запасе у нас еще есть.

С. НИКОЛАЕВ

НОВОСТИ НАУКИ

…И полетим на зависть птицам?

Теорией гравитации заведующий лабораторией сейсмометрии Института физики Земли РАН, кандидат физико-математических наук Анатолий Васильевич Рыков занялся почти случайно. В 1989 году к нему в лабораторию зашел один из коллег и стал взахлеб рассказывать о том, какие исследования по этой части ведутся на Западе. Тема заинтересовала ученого, и после знакомства с научной литературой, размышлений у него сложилась своя картина.

Так, возможно, будет выглядеть гравилет.

А.В. Рыков с коллегами. Российский исследователь полагает, что для полета не нужны ни двигатель, ни крылья.

— Как известно, основоположником исследований гравитации считается Исаак Ньютон, — рассказал Анатолий Васильевич. — Однако, сформулировав знаменитый закон всемирного тяготения, он не ответил на вопрос: какова же природа самой гравитации? Почему она заставляет одно тело притягиваться к другому?

Говорят, что в предисловии к переизданию трудов Ньютона его издатель позволил себе, чтобы хоть как-то объяснить суть явления, написать, что «гравитация есть свойство всех материальных тел». Чем страшно рассердил ученого. В сердцах тот заметил, что, может быть, за гравитацию отвечают не сами тела, а та среда, в которой происходит их взаимодействие…

Больше к теме тяготения исследователь не возвращался.

— Этот пробел потом не раз пытались восполнить другие исследователи. Так, скажем, французский преподаватель физики Пьер Лессаж, чтобы хоть как-то объяснить своим ученикам, каким же образом тяготение передается от одного тела к другому, в конце XIX века предположил, что это происходит с помощью неких крошечных частиц.

— Да, такое предположение вызвало новый виток интереса к теории «мирового эфира». В 30-е годы XX века французский теоретик Поль Дирак высказал предположение, что частицы Лессажа составляют суть вакуума. Он развил целую теорию, согласно которой вакуум на самом деле не пустота, как считают многие, а некий континуум частиц, заряды которых компенсируют друг друга, и потому мы не можем заметить их с помощью своих приборов. В науке даже появилось такое понятие «море Дирака», состоящее из этих самых невидимых и неведомых частиц.

— Однако и с «морем Дирака» со временем произошло примерно то же, что и со «вселенским эфиром». «Раз вакуум ничем себя не обнаруживает, будем считать, что его не существует», — решили теоретики. Тем более что выкладки Альберта Эйнштейна и его последователей позволили объяснить все, что происходит во Вселенной, и без помощи «непустой пустоты». И о вакууме не то чтобы забыли, но интерес к исследованиям его свойств резко упал. У науки нашлось немало других, более существенных, проблем, на которые и были отвлечены лучшие научные силы.

Сейчас, судя по всему, наблюдается очередной виток интереса к старой теме. Так, несколько лет назад в печати прошла волна публикаций о работах Евгения Подклетнова и его коллег, а затем серия опровержений результатов его исследований.

— Эти сообщения еще больше раззадорили меня и моих коллег. И мы решили разобраться в физике подобных процессов. А там, если получится, и в сути самого тяготения. Для начала мы попытались представить себе, как может выглядеть «непустая пустота» вакуума. Почему составляющие его частицы не обнаруживаются нашими приборами?

Представьте себе некую структурную решетку. Примерно такую же, как кристаллическая решетка твердого тела. С одной лишь разницей: составляющие ее частицы имеют энергию, но не имеют массы. Такое в микромире вполне возможно. Взять, например, фотон: долгое время считалось, что он не имеет массы покоя, хотя сама по себе частица света вполне реальна — мы видим потоки фотонов даже невооруженным глазом.

Или вот вам другой пример. Известно, что при некоторых условиях гамма-кванты (так иногда называют фотоны с большой частотой и энергией) превращаются в электроны и позитроны. Но откуда у фотонов — частиц, не имеющих ни массы, ни заряда, — вдруг находятся и массы, и заряды для образования положительно заряженного протона и отрицательно заряженного фотона?

Причем, как утверждают специалисты по физике элементарных частиц, ни закон сохранения зарядов Фарадея, ни закон сохранения энергии не нарушаются. Значит, и заряды, и массы умеют «маскироваться», каким-то образом компенсируя друг друга. Причем настолько хитро, что наша аппаратура их «маскировку» уже не распознает…

— Иначе, связанные заряды вакуума могут «паковаться» в какую-то структуру, похожую на очень прочную кристаллическую решетку…

— Да, ее электрическая упругость, судя по расчетам, примерно в миллион раз выше упругости платины! С одной стороны, такая упругость обеспечивает решетке немалую прочность. С другой — возможность для распространения электромагнитного возмущения по крайней мере со скоростью света.