Содержание
Ключевые слова: геополитическое положение | Мировой океан | конфликты |
Размещено в РИНЦ
Ссылка при цитировании:
Корзун В.А. Интересы России в Мировом океане в новых геополитических условиях. М., Наука, 2005, 33,0 п.л.
ДРУГИЕ ПУБЛИКАЦИИ НА ЭТУ ТЕМУ:
Быков О.Н.
Геополитический статус России (в 2-х книгах). – М.: ИМЭМО РАН, 2015. – ISBN 978-5-9535-0432-4.
Кн. 2. – 210 с. – ISBN 978-5-9535-0435-5
Кан Сам Гу
Этно-национальные конфликты в Закавказье и Центральной Азии в контексте их геополитического положения. М., ИМЭМО РАН, 2002, 198 с.
Данилин И.В.
Локальные конфликты и интересы России. М., 2003.
Европейский Союз и региональные конфликты. Отв. ред. Н.К. Арбатова, А.М. Кокеев. М., ИМЭМО РАН, 2011, 143 с.
Быков О.Н.
Геополитический статус России (в 2-х книгах). – М.: ИМЭМО РАН, 2015. – ISBN 978-5-9535-0432-4.
Кн. 1. – 200 с. – ISBN 978-5-9535-0434-8
Иванов С.М., Журавель В.П.
Региональные конфликты на постсоветском пространстве и роль России в их урегулировании / С.М. Иванов, В.П. Журавель // Право и безопасность. – 2009. – № 4. – С. 15–19.
Гаджиев К.С.
Трубопроводная дипломатия на Южном Кавказе в геополитическом измерении / К.С. Гаджиев // Горизонты экономики. – 2014. – № 4. – С. 13 – 21.
Постсоветские конфликты и Россия. Ответственный редактор член-корр. РАН Н.А. Симония М., ИМЭМО РАН, 1995, 8 п.л.
История стран Азии и Африки после Второй мировой войны. Учебник для академического бакалавриата.: в 2-х ч. Под ред. С.И. Лунёва. – М: Юрайт, 2016. – 2000 экз. — ISBN 978-5-9916-5565-1.
История стран Азии и Африки после Второй мировой войны. Учебник для академического бакалавриата.: в 2-х ч. Под ред. С.И. Лунёва. – М: Юрайт, 2016. – 2000 экз. — ISBN 978-5-9916-5565-1.
Баринов И.И.
Межэтнические конфликты в Восточной Европе и новая реальность Европейского союза / И.И. Баринов // Современные евразийские исследования. – 2015. – № 2. – С. 81 – 85.
Малышева Д.Б.
Конфликты в развивающемся мире, России и СНГ: религиозный и этнический аспекты. М., ИМЭМО РАН, 1997, 122 c.
Макеев Б.Н.
Экономические и военно-политические аспекты национальной безопасности России в Мировом океане. М., ИМЭМО РАН, 1999.
Ежегодник СИПРИ 2014 «Вооружения, разоружение и международная безопасность» со Специальным приложением ИМЭМО РАН: пер. с англ. Редкол.: А.А. Дынкин, А.Г. Арбатов, В.Г. Барановский и др. М.: ИМЭМО РАН, 2015, 764 с.
Мирский Г.И.
На развалинах империи (On Ruins of Empire). Гринвуд паблишерс, Уэстпорт (Коннектикут), Лондон, 1997, 10 п.л.
Гудев П.А.
Перспективы формирования международного режима в Арктике / П. Гудев // Международная жизнь. – 2014. – № 2. – С. 88 – 101.
Ежегодник СИПРИ 2000 «Вооружения, разоружение и международная безопасность» со Специальным приложением ИМЭМО РАН: пер. с англ. М.: Наука, 2001, 873 с.
Мировой океан и стратегическая стабильность. Под редакцией д.и.н. Барановского В.Г. М., ИМЭМО РАН, 2002, 108 с.
Вооруженные конфликты на Кавказе. М., ИМЭМО РАН, 1996, 3 п.л.
Никитин А.И.
Международные конфликты: вмешательство, миротворчество, урегулирование: учебник. – М.: Аспект Пресс, 2017. – 384 с.
Океаны
Количество океанов
Мировой океан — водная поверхность Земли, которая окружает сушу (континенты, острова…). Прежде его разделяли на четыре части: Тихий океан, Атлантический океан, Индийский океан и Северный Ледовитый океан. В наше время в классификации из пяти частей отдельно выделяют еще Южный (Ледовитый) океан, омывающий Антарктиду. Также существует классификация из трёх частей, где Северный Ледовитый океан является частью Атлантического океана.
Статистические данные
| Океан | Площадь поверхности, млн.км2 |
Объем, млн.км3 |
Средняя глубина, м | Максимальная глубина, м | Длина береговой линии, км |
  Тихий |
168,72 | 669,88 | 3970 | 11022 | 135663 |
  Атлантический |
85,13 | 310,41 | 3741 | 8742 | 111866 |
  Индийский |
70,56 | 264,00 | 3741 | 7209 | 66526 |
  Южный |
21,96 | 71,80 | 3270 | 8428 | 17968 |
| Северный Ледовитый | 15,55 | 18,75 | 1205 | 5527 | 45389 |
| Мировой океан | 361,26 | 1340,74 | 3711 | 11022 | 377412 |
Самые большие и самые маленькие
Наибольшим океаном является Тихий, он покрывает почти половину водной поверхности и вмещает свыше половины всех объемов воды на планете. Кроме того, в Тихом океане расположена Марианская впадина — самая глубокая на Земле (глубина 11022 метра). Самый же маленький океан — Северный Ледовитый. Даже Южный океан, зачастую не упомянутый на картах, имеет больший размер и объем.
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
- увеличить
Проект Фрица Габера закончился неудачей, как и все другие попытки аккумуляции золота из океана химическими методами, и до, и после него. Но мысль о добыче золота из морской воды не оставляет ученых: сейчас они делают ставку на моделирование процессов биоаккумуляции металлов морскими организмами. С золотом в обозримом будущем это вряд ли получится, но для некоторых тяжелых и переходных металлов шансы на успех уже появились.
Спаситель нации
Попытка Габера извлечь золото из морской воды в промышленных масштабах изучена историками науки вдоль и поперек. В апокрифическом варианте эта история гуляет по электронным энциклопедиям и соцсетям. Если коротко, дело было так. Движимый патриотическим долгом профессор Технологического института Карлсруэ Фриц Габер решил наладить процесс соосаждения золота из морской воды с сульфатом свинца и последующим извлечением из осадка драгоценного металла с тем, чтобы этим золотом Германия расплатилась по репарациям со странами, победившими ее в Первой мировой войне. Они требовали от Германии 132 млрд золотых марок (эквивалент 50 тыс. тонн золота), и взять такую сумму в 1920 году немцы могли разве что из Мирового океана. Во всяком случае, профессору Габеру, пообещавшему попробовать высосать эти тысячи тонн золота из морской воды, его соотечественники поверили сразу и безоговорочно.
Химик он был гениальный и удачливый, к тому же большой патриот Германии. Придумал, как получать аммиак в буквальном смысле из воздуха. В 1918 году ему присудили за это Нобелевскую премию по химии. А еще раньше, в 1913 году, в Германии по технологии Габера заработал первый завод по синтезу аммиака — как символ избавления от импортозависимости от чилийской и индийской селитры, которая лимитировала производство удобрений и взрывчатки в рейхе накануне великой войны. И в годы войны Габер внес неоценимый научный вклад в создание немецкого Wunderwaffe того времени — боевых отравляющих веществ. Ну как было не поверить в успех его нового патриотического предприятия, и ему поверили даже промышленники и банковский капитал. Немного помявшись, они все-таки вложились в его проект и финансировали на протяжении пяти лет, с 1922 по 1927 год.
Сам Габер тоже, без сомнения, верил если не в промышленный, то в научный успех своего проекта по извлечению золота из морской воды, иначе не взялся бы за него, рискуя репутацией ученого и добрым именем честного человека. Наверняка ему было известно про неудачную попытку Уильяма Рамзая, тоже нобелевского лауреата по химии (1904), сделать это в Англии. Знал он и про многочисленные патенты других менее титулованных химиков на добычу золота из морской воды, ни один из которых не был реализован на практике. И, конечно же, слышал про аферы жуликов, эксплуатировавших веру в науку неученого народа.
Самой яркой такой аферой прославился некий пастор из Новой Англии, который, по данным американских газет того времени, собрал с акционеров основанного им общества по аккумуляции золота из моря почти миллион долларов и сбежал с деньгами, оставив акционерам пару «аккумуляторов золота», которые при ближайшем рассмотрении оказались кастрюлями-скороварками. Рамзай, кстати, создал траст для добычи золота, причем это долгое время держалось в тайне, поэтому там обошлось без скандала, по крайней мере публичного. Таким образом, возникает вопрос: на что надеялся Габер, не считал же он всерьез, что кругом дураки, один он умный.
Аналитика подвела
Исходной ошибкой Фрица Габера была неверная оценка концентрации золота в морской воде, но то была не его вина. У Габера не было оснований не доверять десяткам, если не сотням серьезных научных работ, сделанных серьезными учеными, по измерению содержания золота в водах Мирового океана. Во всех этих исследованиях их авторы оценивали концентрацию золота в морской воде в интервале от 2 до 64 мкг/л, или, как сейчас принято писать в научных работах по геохимии микроэлементов,— от 2 до 64 ppb (parts per billion — частей на миллиард).
А это означало, что в одном кубометре (тонне) морской воды содержится от 2 до 65 мг золота. Не густо, как говорится, но зато это были гарантированные миллиграммы, а их источник был в буквальном смысле бездонный. Много позже стало известно, что еще в декабре 1919 года на торжествах при вручении ему Нобелевской премии в Стокгольме (чек на премию1918 года Габер получил только через год после заключения Компьенского перемирия) он имел беседу со Сванте Аррениусом (автором теории электролитической диссоциации) насчет перспектив извлечения золота из морской воды.
Нобелевский лауреат Аррениус, кстати, был одним из тех серьезных ученых, которые оценивали концентрацию золота в океане в микрограммовых количествах на литр воды и даже рассчитал общее содержание золота в Мировом океане — 8 млрд тонн, что при уровне ежегодной мировой добычи золота в то время в 500 тонн выглядело заманчиво. Экономические расчеты показывали, что расходы на довольно затратные процедуры предварительного концентрирования золота из огромных объемов морской воды и затем окончательного его соосаждения окупятся и из каждых 10 мг металла, извлеченных из тонны морской воды, 2 мг золота пойдут в прибыль.
Но все расчеты, как научные, так и бухгалтерские, пошли прахом, как только Габер приступил к осаждению золота из морской воды. Его в осадке практически не было по одной простой причине: концентрация золота в морской воде оказалась на три порядка меньше, чем предполагалось. В лаборатории Габера было проанализировано несколько тысяч проб воды из разных точек Мирового океана, но везде содержание золота было максимум на уровне тысячных миллиграмма на тонну воды.
С точки зрения морской геохимии Габер проделал важную и полезную работу — уточнил концентрацию золота в морской воде фактически по всей акватории Мирового океана. Результаты этой грандиозной работы он опубликовал в 1927 году в статье «Золото в морской воде» в одном из номеров немецкого «Журнала прикладной химии» (Haber, F. «Das Gold im Meerwasser». 1927. Zeitschrift fur Angewandte Chemie. 40 (11): 303–314). Но с точки зрения рентабельности свой проект ему следовало закрыть, что он и сделал в том же 1927 году.
Задним числом понятно, почему так получилось: аналитические методы измерения столь малых количеств вещества были несовершенны, столь же несовершенны были и методы выделения чистого вещества из смесей, не было возможности строго проконтролировать загрязнение анализируемого образца химическими реактивами и т. д. Помимо прочего Габер в ходе своего проекта во многом усовершенствовал методики микроанализа, но и после него с появлением принципиально новых методов и приборов — сначала пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии, а потом масс-спектрометрии — концентрация золота в морской воде каждый раз снижалась.
Когда Габер приступил к работе по извлечения золота из моря, концентрация этого металла в морской воде измерялась в ppb, когда он свернул свой проект — в ppt (part per trillion — частях на триллион), сейчас — в ppq (parts per quadrillion — частей на квадриллион). На сегодняшний день концентрация золота в морской воде оценивается в 10–30 ppq. Понятно, что за один век золота в морской воде не стало меньше в миллион раз, просто измерения его концентрации стали намного точнее. И в абсолютном выражении золота в океане, как это ни печально, на тот же порядок стало меньше: при средней концентрации 10 ppq его в Мировом океане всего-то 15 тыс. тонн, а не 8 млрд тонн, как считал Сванте Аррениус.
Золото Талмуда
Неудача Габера не остановила ученых, они и после его признания в невозможности добычи золота из морской воды упорно продолжали это делать. А чуть раньше публикации финальной статьи Габера в 1927 году 11 мая 1925 года газета The New York Times сообщила своим читателям: «Мечту об извлечении золота из морской воды возродил одесский профессор Талмуд, чьи эксперименты уже признаны достаточно успешными, чтобы побудить отдел технических наук Высшего совета народного хозяйства СССР предоставить в его распоряжение лабораторию и оказать содействие в материалах и средствах для дальнейшего изучения возможности развития процесса в экономически выгодном масштабе».
Фамилия Талмуд достаточно редкая даже в Одессе, но в те годы там было сразу два химика с такой фамилией — Давид Львович Талмуд и Израиль Львович Талмуд, родные братья, выпускники Одесского химического института на улице Коминтерна (б. Дворянской). Давиду тогда было 25 лет, его брату Израилю — 23 года, так что едва ли кто-то из них имел профессорское звание (хотя в те времена было возможно и такое). Сейчас трудно установить, кто из них добыл из моря близ Одессы столько золота, чтобы просить товарища Рыкова, возглавлявшего ВСНХ, дать ему лабораторию и грант на дальнейшие исследования. Но от «одесского золота» ничего, кроме заметки в NYT (и, вероятно, в советских газетах, откуда ее переписал американский корреспондент), в истории науки не осталось.
Наверное, это было к лучшему, иначе в деле Рыкова, Бухарина и прочих «правотроцкистов», осужденных и расстрелянных в 1938 году, могли фигурировать и братья Талмуды. А они прожили долгую и достойную жизнь. Старший, Давид, стал известным коллоидным химиком, основателем глобулярной теории строения белков, членом-корреспондентом АН СССР с 1934 года, лауреатом Сталинской премии, кавалером орденов Ленина и Отечественной войны. Младший, Израиль, пошел по производственной линии, дослужился до директора Волховского алюминиевого завода, откуда ушел на руководящую должность в ГКНТ, был награжден Ленинской премией за разработку технологии комплексной переработки нефелинового сырья на глинозем, сопродукты и цемент. Про золото из морской воды ни один из них больше никогда публично не упоминал.
Стальные зубы и латунные челюсти
Не успела окончательно растаять надежда на извлечение золота из морской воды химическими методами, как появилась новая идея. Она лежала, как говорится, на поверхности. Еще в викторианские времена, когда морская геохимия накапливала данные, двигаясь сплошным фронтом вширь и вглубь Мирового океана, стало известно, что некоторые металлы, которые в океане содержатся в следовых количествах, на грани тогдашних методов их обнаружения, морские организмы накапливают в своих тканях до миллиграммовых величин на килограмм живого веса. Иными словами, ученые вернулись на тот уровень содержания металлов в океане, который Габер счел рентабельным для морской добычи золота.
Разумеется, никто не собирался извлекать миллиграммы золота из планктона, бентоса и рыб, сжигая их тоннами, да и золота в них в таких количествах не было, а были железо, никель, кобальт и другие металлы, которые не представляли такого интереса, чтобы искать иной способ их добычи взамен традиционной металлургии. Прицел был другой: детально изучить процесс биоаккумуляции металлов гидробионтами, а потом смоделировать его в промышленных масштабах применительно к золоту.
Насколько популярна эта идея была в предвоенные годы говорит хотя бы то, что она попала на страницы фантастического романа Григория Адамова «Тайна двух океанов», который вышел в 1938 году. Там сын советского дипломата пионер Павлик предельно четко формулирует задачу, которую надо решить Цою, химику подводной научной экспедиции и секретарю комсомольской ячейки на подлодке «Пионер»: «Эти проклятые моллюски высасывают из морской воды золото!.. Мы их заставим высасывать это золото для нас! Мы их превратим в фабрики золота! В советские фабрики золота!»
К сожалению, эта задача была в те годы невыполнима даже для секретаря комсомольской организации и еще долго оставалась таковой для менее социально ответственных ученых. Сдвиг наметился только в 1960-е годы, когда Кеннет Тоув и Хайнц Ловенстам из Смитсоновского института (США) обнаружили у морского моллюска криптохитона Стеллера настоящие металлические зубы, точнее зубцы на радуле, ротовой терке, которой моллюск соскребает с камней на дне обрастания — его обычную пищу. А если еще точнее, то металлическими были не сами зубцы, которые состоят, как и наши зубы, из фосфатов кальция, а кончики зубцов. На микрофотографиях, сделанных учеными, было видно, что на кончики зубцов моллюска словно каким-то сказочным дантистом надета стальная коронка из магнетита (FeO·Fe2O3) с острым концом и режущими краями.
Хитоны — одни из самых древних и примитивных моллюсков, панцирь на их спине состоит из пластин, сочлененных подвижно, как у броненосца, и они могут, как те же броненосцы или ежики, сворачиваться шариком. Криптохитон Стеллера, довольно крупное существо длиной до 40 см и весом до 2 кг, водится в американских прибрежных водах от Калифорнии до Аляски, у нас — от Камчатки до Японии. Люди его ловили и поедали тысячи лет, пока не задумались: как же сами хитоны не ломают себе зубы, если в буквальном смысле грызут камни. Результат этого любопытства оказался впечатляющим.
Потом железные терки обнаружились у других моллюсков-детритоедов, например у морских блюдечек. Они водятся и в морях, и в пресных водах, их панцирь похож на коническую шляпу китайского или вьетнамского крестьянина. Только у них «коронки» на зубах не магнетитовые, а из другого минерала — гетита (FeOOH). Хорошо изучен и процесс минерализации радулы моллюсков железом. Ее внутренний, погруженный в ткани глоточной стенки конец, где формируются молодые зубцы, прозрачен и целиком состоит из органического вещества. По мере того как старые рабочие зубцы снашиваются, новые передвигаются наружу, приобретают сначала красновато-коричневую окраску, а затем становятся черными и блестящими — железными.
Вскоре металлические челюсти, только не железные, а латунные, обнаружили у многощетинковых червей глицерид ученые из лаборатории Морской биологической ассоциации Великобритании в Плимуте. Глицериды, крупные хищные черви размером до полуметра, питаются донными рачками-бокоплавами. При поимке жертвы глицерида выворачивает глотку, образуя мускульный хоботок, на конце которого обнажаются четыре симметричные челюсти черного цвета, похожие на крючки. Они захватывают рачка и, сдавливая его, прокалывают его хитиновый панцирь. В тело жертвы впрыскивается яд, а затем глотка с умерщвленным бокоплавом втягивается внутрь. Понятно, что и в этом случае в эволюции шел отбор на особо прочные кончики челюстей, способные проколоть довольно прочный хитиновый панцирь жертвы. Как показал химический анализ и микрофотографии срезов челюстей, на их кончиках тоже были металлические чехольчики практически из чистой меди с легирующей добавкой цинка, то есть настоящие латунные коронки.
Молекулярная металлургия
Железные зубы моллюсков и латунные челюсти полихет — самые любопытные примеры морской «биометаллургии», но примеров накопления металлов гидробионтами на сегодня известно уже множество. Например, «медные» жабры сидячих многощетинковых червей из семейства амфаретид, черви прикреплены к дну и убежать от рыб, которые откусывают их торчащие наружу жабры, не могут, зато могут накопить в жабрах медь до ядовитого для рыб количества. Или асцидии, которые в клетках ванадоцитах в целомической жидкости (аналоге крови высших животных) накапливают ванадий до концентрации в миллион раз выше, чем в морской воде. И так далее.
При этом природа снабжает моллюсков железными зубами, а полихет — латунными челюстями без сопутствующей разведки и добычи руды, ее обогащения, доменных печей, литья и прочих энергоемких горных и металлургических технологий, а тихо, незаметно, без видимых усилий. Как именно, это и пытаются выяснить ученые. Ведь помимо прочего океан в отличие от наземных рудных месторождений — возобновляемый источник металлов.
Сегодня впервые после проекта Габера это направление науки переживает ренессанс, исследования ученых снова финансируются, а они со своей стороны в заявках на гранты рисуют такие заманчивые картины практического использования их результатов в будущем, до каких не додумался бы не только Павлик, но даже секретарь партийной организации подводной лодки «Пионер». Вот только до реализации морской металлургии хотя бы в лабораторных условиях пока, увы, далеко.
С недавних пор биоаккумуляцией металлов заинтересовались молекулярные биологи, которые сейчас исследуют транскриптом тканей радулы хитона. На первом этапе им удалось выяснить, что наиболее экспрессированные транскрипты на неминерализованных участках содержат гены ферритина, а на минерализованных — ферменты митохондриальной дыхательной цепи. Также исследователи выделили 22 белка в минерализованной области, среди которых был обнаружен один совершенно новый — RTMP1. Именно эти белки и станут предметом дальнейших исследований минерализации оксида железа у хитонов. А пока самым важным из белков, участвующих в процессе минерализации, считается ферритин, который формирует белковую клетку-ловушку, в которой помещается до 4500 атомов железа в форме минерала магнетита.
Что же касается золота, то оно биологически инертно и в процессах биоаккумуляции не замечено. Вроде бы есть данные насчет каких-то видов бактерий, копящих золото, но они требуют проверки, после истории с золотом Габера подобные вещи воспринимаются критически.
Ася Петухова
- Предыдущая статья
- Следующая статья
«Безмятежная» Земля
По материалам Esri
Our World without centrifugal force
Общая врезка
«Когда Земля перестанет вращаться вокруг собственной оси, глобальная миграция огромных масс океанической воды прекратится. Уровень океана будет разным в разных местах, а распределение суши и водных масс на поверхности нашей планеты станет совершенно другим. То есть география нашего Мира полностью изменится»
Изложенное ниже вовсе не является футуристическим сценарием. Это не научная фантастика. Это демонстрация уникальной способности ГИС моделировать результаты пусть и маловероятного, однако захватывающего с интеллектуальной точки зрения предположения: Что произойдет, если вращение Земли постепенно замедлится а потом и совсем прекратится? Функциональность ArcGIS использовалась для проведения комплексного растрового анализа, объемных пространственных расчетов и создания серии карт, которые визуализируют эти результаты, отображая хронологию развития событий.
 |
|
|
Наш Мир, каким мы его знаем. Явная граница суши и океана обозначается изолинией нулевой высоты. |
Более длинная экваториальная ось земного эллипсоида превышает полярную по длине более чем на 21,4 км (или на 1/3%). Сплющивание эллипсоида, показанное на данной карте, намеренно преувеличено. |
Наиболее важной чертой на любой карте, содержащей хотя бы фрагмент земного океана, является граница между водой и сушей. Как правило, мы не уделяем особого внимания очертаниям морей, поскольку они кажутся настолько очевидными и постоянными, что мы не осознаем, что это основа географии и фундамент нашего восприятия окружающего материального мира.
Линия, отделяющая океан от континентов, является самым фундаментальным контуром. Это нулевая высота, поскольку она обозначает уровень моря. Почему уровень моря находится именно на такой отметке? Что контролирует уровень моря? Насколько устойчивы силы, определяющие уровень моря? Данная статья не затрагивает вопросы, относящиеся к изменениям климата и возможному повышению уровня воды в Мировом океане, она касается геометрии земного шара и мощных геофизических энергий, определяющих, где располагаются океаны.
Уровень моря находится – и находился всегда – в равновесии с планетарной силой тяжести, смещающей воду по направлению к центру массы Земли, и противодействующей центробежной силой, которая возникает из-за вращения планеты. Спустя несколько миллиардов лет вращения вокруг своей оси Земля приняла форму эллипсоида (который можно рассматривать как сплюснутую сферу). Таким образом, расстояние до центра массы Земли больше всего у экватора и меньше всего за полярными кругами. В настощий момент разница между средним уровнем моря вокруг экватора и расстоянием до центра массы Земли от уровня моря на полюсах составляет примерно 21,4 км.
Что случится, если в ближайшие несколько десятилетий вращение Земли замедлится и в итоге прекратится? ArcGIS позволяет моделировать развитие по данному сценарию, производя расчеты и оценки и создавая серии карт, демонстрирующих, какое влияние оказывало бы отсутствие центробежной силы на уровень моря и облик нашей планеты.
Если бы Земля прекратила вращаться вокруг своей оси, но продолжала бы обращаться вокруг Солнца и наклонение ее оси вращения осталось бы прежним, длина года осталась бы неизменной, но день длился бы столько же, сколько год. При этом воображаемом сценарии последовательное исчезновение центробежной силы вызвало бы катастрофические изменения климата и страшные геологические адаптации (выражающиеся в опустошительных землетрясениях) к меняющемуся эквипотенциальному гравитационному состоянию.
Отсутствие действия центробежной силы привело бы к тому, что единственной значимой силой, контролирующей распределение океанов, была бы сила тяжести. Ближайшие небесные тела, такие как Луна и Солнце, также играли бы некоторую роль, однако из-за того, что расстояние до них велико, их воздействие на Мировой океан было бы пренебрежимо мало.
Если бы только сила тяжести отвечала за формирование новой географии, огромное выпячивание океанических вод – которое сейчас составляет около 8 км на экваторе – переместилось бы туда, где сила тяжести была бы максимальной. Эта выпуклость объясняется центробежным эффектом вращения Земли вокруг своей оси с линейной скоростью 1667 км/час на экваторе. Существующее выпячивание океанических вод также наполняет («поддувает») эллипсоидальную форму земного шара.
Показано распространение гипотетического северного циркумполярного океана на территорию Северной Америки. Оранжевый цвет обозначает районы с высотами более 3000 метров над уровнем северного океана. Красными точками представлены некоторые крупнейшие города континента.
Выпуклость определяет итоговую форму земного шара, которая используется как стандарт для описания формы Земли, устанавливая единый уровень моря в гравитационном равновесии. Геометрию именно этой формы геодезисты пытались рассчитать более века. Их усилия завершились принятием эллипсоида, получившего название Геодезическая система мира 1984 (WGS84, трёхмерная система координат для позиционирования на Земле), международным сообществом в Вашингтоне (округ Колумбия) в 1984 году. Эллипсоид WGS84 аппроксимирует форму Земли более аккуратно, чем многие другие эллипсоиды, предложенные ранее.
Если бы Земля покоилась, океаны сместились бы к полюсам, что вызвало бы подъем суши в экваториальных районах. Это бы привело к образованию огромного экваториального мега-континента и двух больших полярных океанов. Линия, ограничивающая области, которые гидрологически относятся к одному или другому океану, проходила бы по экватору, если бы Земля была идеальным эллипсоидом. Впрочем, в связи со значимым рельефом континентов и океанического дна, гипотетическое разделение земного шара на области, которые принадлежат, с гидрологической точки зрения, к бассейну того или иного океана, значительно отклоняется от экватора. По аналогии с известным Континентальным водоразделом США, это была бы граница, разделяющая два гигантских полусферных бассейна новых циркумполярных океанов. Любопытно, что высочайшая точка этого водораздела не была бы высочайшей точкой всего земного шара. Самая высокая точка водораздела в Колумбийских Андах достигала бы около 12280 метров, в то время как высоты знаменитых экваториальных вулканов Чимборасо (Эквадор) и Килиманджаро (Танзания) составляли бы 13615 и 12786 метров, соответственно. Оба вулкана не попадали бы на линию мирового водораздела. Самая низкая точка этого водораздела, имеющая высоту 2760 метров, располагалась бы к юго-западу от островов Кирибати в западной части современного Тихого океана.
Благодаря уникальному рельефу земной поверхности, в начале замедления вращения наиболее значительные изменения береговой линии произошли бы в высоких широтах Северного полушария, где разрастающийся океан быстро заполнил бы плоские и обширные территории северной Сибири и северной Канады. В то же время, изменения границ континентов в низких широтах едва ли были бы столь заметны, поскольку (за редким исключением) экваториальные воды глубокие, и уменьшение уровня воды на несколько десятков метров не привело бы к появлению больших участков суши. К концу периода замедления, когда основные географические черты океанов и суши уже приспособились бы к эллипсовидной форме земного шара и новому распределению силы тяжести, происходящие изменения были бы относительно малы. Это может объясняться эллипсовидной формой земного шара, которая подавляет влияние разнообразия рельефа Земли.
В настоящее время все земные океаны соединяются друг с другом. За счет этого формируется Мировой океан с примерно одинаковым уровнем моря. Как следствие замедления вращения Земли, граница Мирового океана непрерывно подвергалась бы существенным изменениям. Экваториальные воды перемещались бы к полярным областям, вызывая на экваторе сильное уменьшение глубины и одновременно заполняя полярные бассейны, у которых вместимость намного меньше. Поскольку регионы в высоких широтах северного полушария оказались бы затопленными, площадь северного циркумполярного океана быстро бы расширилась, покрывая обширные низины Сибири и северные районы Северной Америки. Мировой океан оставался бы единым, пока скорость вращения Земли не снизилась бы до значения, при котором произошло бы разделение океанов. Взаимодействие между инерцией огромных водных масс и уменьшающейся центробежной силой было бы очень сложным. Вследствие устойчивого замедления вращения Земли, Мировой океан постепенно разделился бы на два океана. Очевидно, что последняя связь между ними нарушилась бы в самой низкой точке мирового водораздела, расположенной к юго-западу от островов Кирибати. Так как в настоящее время западная часть Тихого океана имеет плоский рельеф, осушение было бы быстрым, поскольку у воды не было бы возможности перетекать из одного циркумполярного океана в другой после первоначального разрыва. Область окончательного разделения двух океанов, протяженностью в сотни километров, одновременно поднималась бы над уровнем моря и осушалась.
Если бы замедление продолжилось и после разделения на два океана, происходило бы дальнейшее перемещение океанической воды к полюсам. Удивительно, что (несмотря на высоту Антарктиды), южный полярный бассейн имеет большую вместимость, чем северный. Если взять фиксированный объем воды в обоих полушариях, большая вместительность бассейна южного полюса привела бы к тому, что уровень моря там был бы ниже, чем в Северном полушарии. Согласно объемным вычислениям, сделанным с помощью дополнительного модуля ArcGIS 3D Analyst, различие между уровнем моря в двух океанах составило бы 1407 метров. Впрочем, надежность данных не обеспечивает такой уровень точности, поэтому разница в уровнях океанов бралась равной 1400 м.
Серия карт, иллюстрирующих данную статью, демонстрирует скачкообразные стадии в процессе миграции земных океанов и изменений в размерах суши, высоте рельефа и батиметрических глубинах, вызванных уменьшением скорости вращения Земли. На этих картах показаны промежуточные этапы перехода от географии вращающегося мира к географии неподвижного. Они иллюстрируют влияние постепенного уменьшения центробежной силы от ее современного значения до нуля, считая силу тяжести единственной силой, контролирующей распределение океана.
Реально происходящее замедление вращения Земли было замечено, измерено, рассчитано и теоретически объяснено. В связи с развитием новых методологий и созданием более точных инструментов, величина этого замедления по разным источникам варьирует в некоторых пределах. В ответ на это очень постепенное замедление атомные часы нужно согласовывать с астрономическим временем путем добавления время от времени корректировочной секунды. Первая корректировочная секунда была добавлена в 1956 году.
|
В этот момент вся Антарктида оказалась бы под водой. Северные полярные воды и воды над обширными, недавно затопленными территориями Сибири и Канады становились бы глубже. В то же время экваториальные воды становились бы мельче. |
Большие участки суши вблизи экватора продолжают расти из воды и объединяются друг с другом. К настоящему моменту почти вся Канада, Европа и Россия покрыты северным циркумполярным океаном. |
Большинство ученых согласны, что солнечный день (связанный со скоростью вращения Земли) непрерывно удлиняется. Это минимальное увеличение длины дня (суток) вызвано в основном океаническим приливно-отливным трением. Когда произведенную оценку уровня замедления экстраполировали в минувшие геологические эпохи, было показано, что день тогда был на несколько часов короче сегодняшнего.
Следовательно, в течение Девонского периода (400 миллионов лет назад), за время одного оборота вокруг Солнца, Земля оборачивалась вокруг своей оси примерно на 40 раз больше, чем сейчас. Поскольку континенты значительно сместились с тех пор, сложно оценить долю суши и моря для той эры. Тем не менее, мы можем быть уверены в том, что – при большей скорости вращения в минувшие эпохи – экваториальное выпячивание океанических вод было больше, чем сейчас. По-видимому, эллипсоидальное сплющивание Земли было также более значительным.
Как только нарушается последнее водное сообщение между двумя огромными нео-океанами, формируется экваториальный мега-континент. Расположенные вблизи материка районы океанов мельчают, в то время как воды полярных регионов становятся все глубже и глубже. Бывшие абиссальные равнины и океанические впадины превращаются во внутренние моря нового континента.
Скорость вращения Земли оказывает определяющее влияние на геометрию шара, причем как на форму всего земного шара, так и на контуры Мирового океана. Физический рельеф Земли – это лишь вторичный фактор, контролирующий границу океанов. Замедление вращения Земли продолжится в ближайшие 4 миллиарда лет – так долго, как мы можем вообразить. Это замедление – бесконечно мАло, но неуклонно – меняет геометрию земного шара и делает ее динамичной. Итоговым результатом этих динамических приспособлений является то, что Земля все больше и больше приближается по форме к сфере. Впрочем, пройдут миллиарды лет, прежде чем Земля прекратит вращаться вокруг своей оси и гравитационный эквипотенциал сформирует средний уровень моря, соответствующий идеальной сфере.
Об авторе
Витольд Фрацек (Witold Fraczek) давно трудится в компании Esri, сейчас он работает в лаборатории разработки прототипов приложений. Фрацек получил докторскую степень в области применения ГИС в лесной отрасли в Университете сельского хозяйства и степень магистра гидрологии в Варшавском университете в Польше, также ему была присвоена степень магистра в области дистанционного зондирования в Университете Висконсина, Мэдисон.
Версия для печати
