Гипотеза расширяющейся Земли

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Движение континентов при гипотетическом расширении Земли (на базе эскизов Maxlow и Нила Адамса). Слева: центральная область — Атлантический океан; Справа: центральная область — Тихий океан. Прошлое — снизу, настоящее — сверху.

Расширяющаяся Земля (англ. expanding Earth) — гипотеза начала и середины XX века, допускающая, что положение и относительное движение материков по крайней мере частично вызвано увеличением объёма Земли. Существовало также противоположное мнение, Контракционная гипотеза, в которой географические особенности объяснялись сжатием Земли.

Несмотря на то, что гипотезы расширяющейся и сжимающейся Земли признавались отдельными учеными в определенные периоды времени, они были признаны устаревшими после развития теории тектоники плит в 1960-х и 1970-х годах, ставшей общепринятой.

По современным измерениям в проектах DORIS (англ.)русск., GPS, GRACE, РСДБ изменения радиуса Земли в XXI веке не происходит (погрешность измерений не превышает 0,2 мм в год).[1][2][3] По палеомагнитным и палеологическим данным радиус Земли не претерпевал значительных изменений как минимум на протяжении последних 400—600 миллионов лет.[4][5][6]

Варианты гипотезы[править | править вики-текст]

Существует 3 основных варианта гипотезы расширяющейся Земли:

  1. Масса Земли оставалась постоянной, следовательно сила тяжести на поверхности уменьшалась со временем;
  2. Масса Земли возрастала одновременно с увеличением объёма, сила тяжести на поверхности изменялась слабо;
  3. Гравитационная постоянная G в прошлом была больше, соответственно Земля расширялась с уменьшением G.[7]

Расширение Земли с постоянной массой[править | править вики-текст]

Во время второй экспедиции корабля Бигль, в 1834—1835 годах Чарльз Дарвин, один из известных геологов Англии, предположил, что произошедшее в прошлом расширение Земли могло бы объяснить возвышение суши в Южной Америке, которое привело к образованию Анд и ступенчатых плато в Патагонии. Однако, уже в 1835 он отказался от этой идеи, предположив, что одновременно с ростом гор происходило опускание океанского дна[8].

В 1889 и 1909 годах итальянский геолог Роберто Мантовани (англ.)русск. опубликовал гипотезу расширения Земли и дрейфа континентов. Он предположил, что единый континент покрывал всю поверхность Земли, когда она имела меньший размер. Тепловое расширение привело к вулканической активности, которая разделила суперконтинент на несколько меньших континентов. Эти континенты дрейфовали друг от друга за счёт дальнейшего расширения планеты, происходившего в тех зонах, где в настоящее время находятся океаны[9][10]. Хотя Альфред Вегенер отметил некоторое сходство этих идей с его собственной Теорией дрейфа материков, он не считал что причиной дрейфа является расширение Земли, как считал Мантовани[11].

Компромисс между гипотезами расширяющейся Земли и гипотезой контракции (сжатия планеты) пытался предложить ирландский физик Джон Джоли (англ.)русск., назвавший своё предложение «theory of thermal cycles» (теория тепловых циклов). По его мнению, поток тепла от радиоактивного распада изотопов внутри Земли превосходит охлаждение Земли. Вместе с британским геологом Артуром Холмсом, Джоли выдвинул гипотезу, согласно которой Земля отводит избыточное тепло за счёт периодического расширения. Это расширение приводит к увеличению трещин , которые заполняются магмой. После фазы расширения наступает фаза охлаждения, в которой магма застывает, а Земля уменьшается[12].

Австралийский геолог Сэмюел У. Кэри выступал с поддержкой теории расширения Земли с 1950-х годов (когда теория тектоники плит ещё не была достаточно развита чтобы объяснить движение континентов) до конца 1990-х[13], отрицая возможность субдукции и других явлений (англ.)русск., объясняющих процессы спрединга и судьбу создаваемой в срединно-океанических хребтах океанической коры. Американский геолог Брюс Хейзен (англ.)русск., изучавший Срединно-Атлантический хребет, изначально поддержал идеи Кэри о расширении Земли, но позже изменил своё мнение[14][15]. Многие сторонники гипотезы расширяющейся Земли после 1970-х годов были вдохновлены идеями Кэри[13].

Увеличение массы Земли[править | править вики-текст]

В 1888—1889 годах русский инженер и естествоиспытатель Иван Осипович Ярковский предположил, что какие-то виды всепроникащего эфира могут поглощаться внутри Земли и трансмутировать в новые химические элементы, приводя к расширению планет и иных небесных тел. Это предположение было тесно связано с его механистическим объяснением гравитации (англ.)русск. (кинетической гипотезой всемирного тяготения).[16] Тезисы от Кристофа Хилденберга (1933, 1974)[17][18] и Николы Тесла (1935)[19] также основывались на поглощении эфира или других форм энергии и их трансформации в обычную материю.

Начиная с 1956 года Сэмюэл У. Кэри также предположил возможность какого-либо механизма увеличения массы в планетах и ​​заявил, что окончательное решение этой проблемы возможно только в космологической перспективе в связи с расширением Вселенной[20]

Уменьшение гравитационной постоянной[править | править вики-текст]

Поль Дирак предположил в 1938 году, что универсальная гравитационная постоянная могла уменьшить свою величину в течение миллиардов лет существования вселенной. Эта идея позволила немецкому физику Паскуалю Йордану модифицировать общую теорию относительности и предположить в 1964 году, что все планеты постепенно расширяются. В отличие от большинства других объяснений расширения, это оставалось в рамках физически допустимой теории[21]. Однако измерения возможных вариаций гравитационной постоянной показали, что верхний предел её относительного изменения составляет 5∙10−12 в год, исключив объяснения Йордана[22].

Научный консенсус[править | править вики-текст]

В рамках гипотезы расширяющейся Земли не было предложено правдоподобных и проверяемых механизмов расширения.[13] В 1960-х развитие теории тектоники плит и открытие субдукции привело к признанию тектоники мировым научным сообществом в качестве основной парадигмы геологии.[13][23]

Существуют аргументы, свидетельствующие против гипотезы расширяющейся Земли:

  • Измерения при помощи современных высокоточных геодезических технологий показывают, что в настоящее время Земля не изменяет свой радиус (с точностью до 0,2 мм в год).[2][3] Измерение движений тектонических плит и зон субдукций при помощи различных геологических, геодезических и геофизических методов поддерживают теорию тектоники плит.[24][25][26]
  • Аккреция (укр.)русск. (увеличение) массы Земли в масштабах, необходимых для изменения радиуса, противоречит современным данным о темпах аккреции и средней температуре внутренних слоёв Земли. Любая крупная аккреция высвободила бы огромное количество энергии, которая бы разогрела внутренние слои.[источник не указан 601 день]
  • Модели расширяющейся Земли, основанные на термическом расширении противоречат многим современным принципам реологии и не могут предоставить приемлемого объяснения расплавлению и фазовым переходам.[источник не указан 601 день]
  • Палеомагнитные (англ.)русск. данные свидетельствуют, что радиус Земли 400 миллионов лет назад составлял 102 ± 2.8 процента от текущего радиуса.[4][5]
  • Оценки момента инерции Земли по палеозойским породам свидетельствуют о том, что за последние 620 миллионов лет не происходило значительного изменения радиуса Земли.[6]
  • Согласно исследованиям Francis Birch (1968), даже при изменении гравитационной постоянной G в 2 раза, радиус Земли изменился бы примерно на 370 км.[7][27] При этом, по современным данным относительное изменение постоянной G намного ниже и не превышает 10−11 — 10−12 в год.[28][4][29]

Сторонники[править | править вики-текст]

Известные[править | править вики-текст]

Фрагмент обложки книги «Vom wachsenden Erdball» (1933), изображены деревянные модели глобуса, изготовленные Хильгенбергом.

Отт Кристоф Хильгенберг[en] предложил одну из моделей расширяющейся Земли в 1933 году в своей работе «Vom wachsenden Erdball».[30][31][32] В частности, он предполагал, что масса Земли увеличивается за счёт трансформации эфира.[33]

Австралийский геолог Сэмюел Кэри (Samuel W. Carey) развивал гипотезу расширяющейся Земли в послевоенные годы, но при этом внёс значительный вклад в признание теории дрейфа материков.

Российский геолог Владимир Ларин, автор металлогидридной теории строения Земли, в своей книге «Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)», выпущенной в 2005 году, заявил, что Земля обязана испытывать существенное расширение.[34][35][36]

Современные[править | править вики-текст]

Художник комиксов Нил Адамс, с теорией «Growing Earth-Growing Universe»,[37] в которой прирост массы происходит путём выдуманного Адамсом гипотетического процесса производства пар электрон-позитрон в ядре Земли и других космических тел.[38]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. NASA Research Confirms it’s a Small World, After All // JPL, NASA, August 16, 2011
  2. 1 2 It’s a Small World, After All: Earth Is Not Expanding, NASA Research Confirms, ScienceDaily (Aug. 17, 2011)
  3. 1 2 Wu, X.; X. Collilieux, Z. Altamimi, B. L. A. Vermeersen, R. S. Gross, I. Fukumori (8 July 2011). «Accuracy of the International Terrestrial Reference Frame origin and Earth expansion». Geophysical Research Letters 38: 5 PP.. DOI:10.1029/2011GL047450. Bibcode2011GeoRL..3813304W. Проверено 17 July 2011.
  4. 1 2 3 McElhinney, M. W., Taylor, S. R., and Stevenson, D. J. (1978), "«Limits to the expansion of Earth, Moon, Mars, and Mercury and to changes in the gravitational constant»", Nature Т. 271 (5643): 316–321, doi:10.1038/271316a0, <http://www.nature.com/nature/journal/v271/n5643/abs/271316a0.html> 
  5. 1 2 Schmidt, P. W. and Clark, D. A. (1980), The response of palaeomagnetic data to Earth expansion, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 61: 95-100, 1980, DOI:10.1111/j.1365-246X.1980.tb04306.x
  6. 1 2 Williams, G.E. (2000), "«Geological constraints on the Precambrian history of the Earth’s rotation and the moon’s orbit»", Reviews of Geophysics Т. 38 (1): 37–59, doi:10.1029/1999RG900016, <http://www.eos.ubc.ca/~mjelline/453website/eosc453/E_prints/1999RG900016.pdf> 
  7. 1 2 John A. Jacobs, The Earth’s Core — Academic Press, 1987. International geophysics series (ISSN 0074-6142), vol 37, ISBN 0-08-095980-6. Глава 2.6 Variation of the Gravitational Constant G with Time, страницы 126—129
  8. Herbert, Sandra (1991), "«Charles Darwin as a prospective geological author»", British Journal for the History of Science Т. 24 (2): 159–192 [184–188], doi:10.1017/S0007087400027060, <http://darwin-online.org.uk/content/frameset?viewtype=text&itemID=A342&pageseq=26>. Проверено 24 октября 2008. 
  9. Mantovani, R. (1889), "«Les fractures de l’écorce terrestre et la théorie de Laplace»", Bull. Soc. Sc. Et Arts Réunion: 41–53 
  10. Mantovani, R. (1909), "«L’Antarctide»", Je m’instruis. La science pour tous Т. 38: 595–597 
  11. Wegener, A. (1929/1966), «The Origin of Continents and Oceans», Courier Dover Publications, ISBN 0-486-61708-4  See Online version in German.
  12. Hohl, R. (1970), "«Geotektonische Hypothesen»", Die Entwicklungsgeschichte der Erde. Brockhaus Nachschlagewerk Geologie mit einem ABC der Geologie Т. Bd. 1: 279–321 
  13. 1 2 3 4 Jeff Ogrisseg (2009), «Dogmas may blinker mainstream scientific thinking», <http://search.japantimes.co.jp/cgi-bin/fl20091122x2.html> 
  14. Oreskes, Naomi, 2003, Plate Tectonics: An Insider’s History Of The Modern Theory Of The Earth, Westview Press, p. 23, ISBN 0-8133-4132-9
  15. Frankel, Henry, The Continental Drift Debate, Ch. 7 in Scientific controversies, p. 226, 1987, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-27560-6
  16. Yarkovsky, Ivan Osipovich (1888), «Hypothese cinetique de la Gravitation universelle et connexion avec la formation des elements chimiques», Moskau 
  17. Hilgenberg, O.C. (1933), «Vom wachsenden Erdball (The Expanding Earth)», Berlin: Giessmann & Bartsch 
  18. Hilgenberg, O.C. (1974), "«Geotektonik, neuartig gesehen»", Geotektonische Forschungen Т. 45: 1–194, ISBN 978-3-510-50011-6 
  19. Tesla, N. (1935), «Expanding Sun Will Explode Someday Tesla Predicts», New York: New York Herald Tribune, <http://en.wikisource.org/wiki/The_New_York_Herald_Tribune/1935/08/18/Expanding_Sun_Will_Explode_Some_Day_Tesla_Predicts> 
  20. Samuel Warren Carey (1988), «Theories of the earth and universe: a history of dogma in the earth sciences» (illustrated ed.), Stanford University Press, сс. 347–350, ISBN 978-0-8047-1364-1, <http://books.google.ru/books?id=l_0l0KOdHLoC&pg=PA347&lpg=PA347> 
  21. Jordan, P. (1971), «The expanding earth: some consequences of Dirac's gravitation hypothesis», Oxford: Pergamon Press 
  22. Born, M. (1964/2003), «Die Relativitätstheorie Einsteins (Einstein's theory of relativity)», Berlin-Heidelberg-New York: Springer-publisher, ISBN 3-540-00470-X 
  23. Кузьмин М. И., Корольков А. Т., Дриль С. И., Коваленко С. Н. Историческая геология с основами тектоники плит и металлогении.- Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2000.- С. 5-18. Глава 1.1.Развитие представлений о тектонике плит
  24. Fowler (1990), pp 281 & 320—327; Duff (1993), pp 609—613; Stanley (1999), pp 223—226
  25. Bucher, K. (2005), "«Blueschists, eclogites, and decompression assemblages of the Zermatt-Saas ophiolite: High-pressure metamorphism of subducted Tethys lithosphere»", American Mineralogist Т. 90: 821, DOI 10.2138/am.2005.1718 
  26. Van Der Lee, Suzan & Nolet, Guust (1997), "«Seismic image of the subducted trailing fragments of the Farallon plate»", Nature Т. 386 (6622): 266, DOI 10.1038/386266a0 
  27. Francis Birch, «On the possibility of large changes in the Earth’s volume» // Physics of the Earth and Planetary Interiors, Volume 1, Issue 3, April 1968, Pages 141—147 PII 0031920168900010, doi:10.1016/0031-9201(68)90001-0: «For the ``real Earth having chemically distinct mantle and core, the increase of radius for a decrease of the gravitational constant from 2G to its present value G is about 370 km; this is a greater change of G than is allowed by other considerations.»
  28. van Flandern, T. C., Is the Gravitational Constant Changing // Astrophysical Journal, Vol.248, P. 813, 1981, BCode 1981ApJ…248..813V, doi:10.1086/159205: results indicate that G'/G = (-6.4±2.2)x 10−11 yr−1
  29. J. P. W. Verbiest et al., Precision Timing of PSR J0437-4715: An Accurate Pulsar Distance, a High Pulsar Mass, and a Limit on the Variation of Newton’s Gravitational Constant // The astrophysical journal, 2008, Volume 679 Number 1, doi:10.1086/529576: «limit on the variation of Newton’s gravitational constant, |Ġ/G| ≤ 23 × 10−12 yr−1
  30. О работах Хильгенберга — Ott Christoph Hilgenberg in twentieth-century geophysics ([1]) // Глава из книги Scalera, G. and Jacob, K.-H. (eds.), 2003: «Why expanding Earth? — A book in honour of O.C. Hilgenberg». — INGV, Rome, страницы 25-41 — OCLC 53010740, ASIN: B00551M73W  (англ.)
  31. Hilgenberg, O.C. (1933), «Vom wachsenden Erdball (The Expanding Earth)», Berlin: Giessmann & Bartsch, OCLC 72197475  (нем.)
  32. Hilgenberg, O.C. (1974), "«Geotektonik, neuartig gesehen (Geotectonic, seen in a new way)»", Geotektonische Forschungen Т. 45: 1–194, ISBN 978-3-510-50011-6, OCLC 602739414  (нем.) (англ.)
  33. Richard John Huggett, The Natural History of Earth: Debating Long-Term Change in the Geosphere and Biosphere — Taylor & Francis, 2006 — ISBN 978-0-203-00407-4 — page 31:"Ott Christoph Hilgenberg, in his book Vom wachsenden Erdball (1993), maintained that the volume of the Earth and its mass are increasing, the extra mass coming from the transformation of aether!"
  34. Ларин В. Н. Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли). М. «Агар» 2005, — 248 с., табл., илл.
  35. Гидридная Земля геолога Ларина[неавторитетный источник? 343 дня]
  36. [неавторитетный источник? 343 дня]Никонов Александр Петрович, Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и её обитателей — Спб, 2008, ISBN 978-5-93196-875-9; ISBN 978-5-388-00282-2 [уточнить]
  37. Jeff Ogrisseg (2009), «Top artist draws growing global conclusions», <http://search.japantimes.co.jp/cgi-bin/fl20091122x3.html> 
  38. O'Brien, Jeffrey (2001), "«Master of the Universe»", Wired (no. 9.03), <http://www.wired.com/wired/archive/9.03/adams_pr.html>. Проверено 2 июня 2008. 

Литература[править | править вики-текст]

  • Duff, D.; 1993: Holmes' principles of physical geology, Chapman & Hall (4th ed.), ISBN 0-412-40320-X.
  • Fowler, C.M.R.; 1990: The Solid Earth, an introduction to Global Geophysics, Cambridge University Press, ISBN 0-521-38590-3.
  • Stanley, S.M.; 1999: Earth System History, W.H. Freeman & Co, ISBN 0-7167-2882-6.
  • Хаин В. Е. Глава 1. Предмет, методы и основные этапы развития геотектоники // Геотектоника с основами геодинамики. — Москва: Издательство Московского университета, 1995. — С. 4—15. — 480 с. — 3000 экз. — ISBN 5-211-03063-X
  • Нехорошев В. П. Гипотеза расширяющейся Земли // Геологический словарь / Под. ред. К. Н. Паффенгольца и др. — Москва: Недра, 1973. — Т. 1. — С. 167. — 50 000 экз.
  • У.Кэри В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной: История догм в науках о Земле. — 1991. — 447 с. — ISBN 5-03-001826-3. (S. Warren Carey, Theories of the Earth and Universe. A history of dogma in the Earth science — Stanford, California, 1988, ISBN 0-8047-1364-2)

Ссылки[править | править вики-текст]


Исторические
Современные