Колебания солнечной активности, как и колебания струны скрипки, содержат обертоны.
Несомненно, что солнечных циклов больше, чем мы знаем. Но замечательно, что все они, по-видимому, могут быть сведены в единую систему. В самом деле, Брикнеров 33 летний цикл можно рассматривать как утроенный 11-летний. Это вполне логично — ведь действует же на Солнце 22-летний, «удвоенный» цикл. Вековой цикл (80 лет) близок к семикратному 11-летнему и т. д.
Разумеется, соотношения здесь не вполне точны. Но ведь и Солнце не вполне похоже на струну. Все колебания струны имеют точный период. Солнечные колебания — это циклические ритмы, в которых один цикл может сильно отличаться от другого, и лишь в среднем видна закономерность.
Если принять соблазнительную и весьма правдоподобную гипотезу М. С. Эйгенсона, все солнечные ритмы получают общее и убедительное объяснение. В самом деле, если Солнце подобно струне, значит, оно сразу, одновременно может «колебаться» с самыми разными периодами.
Вероятно, период в 200 миллионов лет между соседними эпохами оледенения в циклических колебаниях солнечной активности выполняет роль основного тона.
Изменения в этом случае крайне медлительны, но зато «амплитуда» колебаний земного климата весьма велика. Циклы же продолжительностью 1800 лет, 80 лет, 33 года, 22 года и, наконец, 11 лет — это лишь некоторые из обертонов, дополняющих основные колебания (мелкая «рябь» разного размера на основной волне). И во всех случаях главной причиной колебаний климата служит циклическая смена атмосферной циркуляции. Согласитесь, что нарисованная картина подкупает своей стройностью и единством плана.
До сих пор, говоря о воздействии Солнца на Землю, мы ограничивались лишь внешними оболочками планеты — ее магнитосферой и атмосферой. Между тем достоверно установлено, что Солнце будоражит буквально всю Землю — и океаны, и земную кору, и, наконец, даже целиком весь земной шар.
Советский исследователь И. В. Максимов, о работах которого мы уже говорили, одним из первых обнаружил, что в колебаниях уровня Мирового океана заметны 11-летние ритмы. Позже нашли, что океан четко реагирует и на вековые ритмы Солнца. Столь же внимательно «следит за Солнцем» и температура океанских вод. Так, например, в Фареро-Шотландском проливе на протяжении последних шести десятилетий с возрастанием солнечной активности всякий раз повышалась и температура воды. Меняются «в ритме Солнца» интенсивность и положения различных морских течений, в том числе Гольфстрима. В целом в периоды солнечной активности будоражится и океан — усиливается циркуляция воды, повышаются ее температура и уровень.
Казалось бы, твердая оболочка Земли, ее литосфера слишком прочна для того, чтобы реагировать на солнечную активность. Но это не так. Между атмосферой, гидросферой и литосферой нет непреодолимой грани. Все эти оболочки Земли взаимодействуют одна с другой.
Изменения в атмосфере и океане непременно отзовутся на земной коре и даже в глубинных областях Земли. Простой пример пояснит эту мысль.
Современное постепенное потепление Арктики заставит таять Скандинавские ледники. Талая вода стекает в океан, а облегченный Скандинавский полуостров медленно всплывает в той пластической подкорковой массе вещества, в которой плавают все материки. Медленное поднятие Скандинавского полуострова давно известно геологам. Но это геологическое событие вызвано в конечном счете колебаниями солнечной активности.
Известно, какую громадную роль в формировании земной поверхности играют процессы выветривания. Но ведь ветры и осадки зависят от характера циркуляции атмосферы, а эта последняя прямо связана с солнечными ритмами.
Еще в 1858 году впервые удалось подметить странную с первого взгляда связь. Оказывается, землетрясения тем сильнее и тем чаще происходят, чем больше на Солнце пятен. Казалось бы, здесь просто случайное совпадение, не больше. На самом же деле и эта связь вполне физически объяснима.
Вспомните виртуозов-конькобежцев, мастеров фигурного катания. Вот, остановившись, спортсмен закружился вокруг собственной оси. Пока он держит руки по швам, кручение получается очень быстрым. Но стоит ему раздвинуть руки в стороны, и скорость вращения быстро уменьшается.
Здесь действует известный закон механики. Чем ближе сосредоточена масса к оси вращения, тем больше (при прочих равных условиях) угловая скорость вращения.
Масса вращающегося тела при этом остается постоянной, меняется, как говорят физики, лишь момент инерции — величина, характеризующая распределение массы по отношению к оси вращения.
Солнце взбудоражило земную атмосферу. Произошло перераспределение воздушных масс. Значит, изменилось и положение этих масс относительно оси вращения Земли. Не удивительно, что Земля тотчас же среагирует на это, изменив скорость своего вращения.
Иногда эти переходы совершаются плавно, иногда резко. Но, по-видимому, всегда изменения в скорости вращения Земли сказываются и на распределении ее внутренних масс. Как резко затормозивший трамвай заставляет стоящих пассажиров сдвинуться с места, так «рывки» во вращении Земли приводят к возникновению трещин в земной коре, к пробуждению прежде дремавших вулканов. Так, разумеется в самых общих чертах, можно объяснить связь солнечной активности с землетрясениями.
Земные полюсы не остаются на одном месте. Как известно, они непрерывно путешествуют, выписывая на поверхности Земли сложные кривые. Правда, эти странствия полюсов очень ограничены и не выходят за пределы площади в несколько сотен квадратных метров. Движения полюсов вызваны тем, что ось вращения Земли меняет свое положение в теле планеты. Причин для этого несколько. В частности, сезонные перераспределения воздушных масс в атмосфере Земли влияют, оказывается, не только на скорость вращения нашей планеты, но и на положение ее полюсов.
Замечательно, что в движении полюсов Земли И. В. Максимов обнаружил явные следы 11-летнего и векового солнечных циклов. Выходит, что колебания солнечной активности будоражат не только все оболочки Земли, но и даже Землю в целом — этот невообразимо большой шар весом в 1021 т!
Прежде чем закончить эту главу, сделаем два важных замечания, которые должны несколько смягчить преувеличенное впечатление о всемогуществе Солнца.
Говоря о солнечных ритмах в колебаниях климата, мы имели в виду лишь главную причину таких колебаний.
Есть, конечно, и другие.
Не во всем, что происходит на Земле, непременно замешано Солнце. Так, например, радиоактивный распад, совершающийся внутри Земли в различных породах, непосредственно с Солнцем никак не связан.
Космические связи биосферы
«Биосфера» — термин, введенный в биологию еще Ж. Ламарком. В буквальном переводе он означает «сфера жизни». Стройное и глубокое учение о биосфере разработано нашим знаменитым соотечественником Владимиром Ивановичем Вернадским.
Жизнь встречается на Земле буквально повсюду.
Споры бактерий и грибков залетают в стратосферу на высоту более 20 км. Суша и океан буквально кишат живыми существами. Внутри земной коры, в шахтах глубиной около 3 км, находят анаэробные бактерии, способные жить и действовать при полном отсутствии кислорода. Словом, почти всюду в литосфере, гидросфере и атмосфере, куда бы ни проник человек, он встречает жизнь. Лишь очень высоко в атмосфере и в глубинах земного шара господствуют условия, исключающие жизнь. Впрочем, даже это, казалось бы, очевидное утверждение, по-видимому, нуждается в опытной проверке.
Жизнь существует на Земле по меньшей мере три миллиарда лет. За это время совершилась эволюция от простейших организмов до разумных существ. По мнению академика В. И. Вернадского, «твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма».
Жизнь — явление космическое, а не только земное.
Это означает, что жизнь на Земле с первых своих шагов и до наших дней развивалась не изолированно от внешней космической среды, а, наоборот, постоянно взаимодействуя с ней. Печать космоса лежит на всех живых существах Земли, образующих ныне «биомассу» весом в тысячу биллионов (1015) тонн. Если космические ритмы охватывают все неорганические оболочки Земли и даже земной шар в целом, то заранее можно предполагать, что эти ритмы как-то отражаются в жизни всех обитателей нашей планеты. Они не могут оставаться безразличными к окружающей их физической среде. А под внешней средой, как утверждал еще много лет назад А. Л. Чижевский, «мы должны понимать весь окружающий нас мир с великим множеством разного рода раздражителей».
«Мы вправе рассматривать весь органический мир нашей планеты, — говорил А. Л. Чижевский, — как творчество, как отражение космического процесса, происходящего за сотни миллионов километров от нас. В этом смысле жпзнь должна считаться явлением космическим, работою космических сил».
