Рекордное таянье льдов в Арктике в 2002 году не на шутку взволновало научную общественность. Так в Гренландии лед растаял на площади 685000 квадратных километров, что в два раза превышает площадь таянья в 1992 году. На первый взгляд для такой скорости таянья нет никаких особенных оснований. Например, среднегодовая температура воздуха на планете увеличилась за это время лишь на 1 градус. Ученые выдвигают различные гипотезы для объяснения столь разительных перемен в природе. Одни из них склоняются к мысли, что в силу особых причин возросла активность тепловых процессов внутри нашей планеты, что приводит к излишнему тепловыделению на ее поверхности. Другие отмечают сильные осцилляции магнитного поля Земли, которые тоже могут приводить к рассеянию тепла в ледяном панцире. Реальная же причина по авторитетному мнению большинства ученых все же климатическая - это низкое давление установившееся в Арктике этим летом, что привело к повышению температуры.
Так или иначе, но все это вызывает тревогу. Еще бы! Ведь таянье арктического панциря, возможно, является необратимым процессом, в результате которого уровень воды в Мировом Океане может подняться на десятки метров. В свою очередь подъем воды приведет к затоплению суши на огромной территории, где проживает большая часть человечества. Это ли не Всемирный потоп?
Что же является реальной причиной катастрофического таяния льда? Следует отдельно рассмотреть астрологические причины и физические причины. Среди астрологических причин в первую очередь следует указать на то, что таянье льда в 2002 году совпало с нахождением Юпитера и Плутона в огненных знаках Льва и Стрельца соответственно. Но что это дает с физической точки зрения? Ведь мало иметь информацию о процессе. Должен быть каким-то образом осуществлен подвод тепла в толщу арктического льда. Удивительно, но такое положение этих планет одновременно является и источником скрытого тепла. Из физики неравновесных процессов известно, что скорость плавления твердого вещества типа льда зависит от температуры окружающей среды по закону Аррениуса:
(1) w=Аexp(-Ea/kT)
Здесь Ea - энергия активации, которая с точностью до константы совпадает с температурой плавления, что составляет около 273К, T- температура окружающей среды, k=1.372e-16 эрг/К - постоянная Больцмана.
Если бы Земля была
изолированной планетой, не подверженной внешним космическим влияниям, то
формулу (1) можно было бы применить без изменения и для оценки таянья
арктического льда. Но в действительности наша планета находится в
гравитационном поле, создаваемом другими планетами Солнечной системы. Как
известно во внешнем гравитационном поле энергия активации изменяется на
величину, пропорциональную массе молекулы и приложенному потенциалу:
(2) Ea =E0+nmpU
где n число нуклонов в молекуле, mp =1.67е-24 г - средняя масса
нуклона, U -
потенциал гравитационного поля.
Поскольку потенциал гравитационного поля является отрицательной величиной, то из формулы (2) вытекает, что во внешнем гравитационном поле энергия активации понижается. Это понижение эквивалентно повышению температуры окружающей среды на величину
(3) T'=-nmpU/k
Чтобы формула (3) давала заметный эффект, следует предположить, что в процессе плавления арктического льда образуются не просто молекулы воды, состоящие из одного атома кислорода и двух атомов водорода, а некая полимерная молекула, включающая порядка 100 атомов обычной воды (кластер). Кластерная вода похожа на смесь льда и обычной воды. Она, подобно белковым растворам, более чувствительна к внешним гравитационным полям.
В Солнечной системе большинство планет движутся по траекториям близким к круговым. Поэтому влияние их гравитационных полей является сезонным, т.е. связано с обращением Земли вокруг Солнца. Исключение составляет Плутон, который имеет эксцентриситет е=0.24825. Поэтому его орбита в перигелии пересекает орбиту Нептуна. Последний раз Плутон прошел перигелий в конце 80-х годов прошлого (20-го) столетия. Именно тогда ученые впервые начали отмечать тенденцию к потеплению на нашей планете. Было высказано предположение о том, что это потепление связано с ростом промышленного производства во всем мире и одновременным ростом потребления энергии. Однако точные и подробные расчеты не подтвердили пока это предположение.
С другой стороны, при сближении Земли и Плутона их взаимная гравитационная энергия возрастает, что, как показывает формула (3), может восприниматься как эффективный рост температуры окружающей среды. Иначе говоря, таянье арктических льдов вызвано сближением Земли и Плутона, что привело как бы к снижению температуры плавления льда. В настоящее время Плутон уже удаляется от Земли, поэтому можно ожидать некоторого "охлаждения" климата. Отметим, что одновременно с Плутоном свой перигелий прошел и астероид Хирон, орбита которого имеет еще больший эксцентриситет е=0.38455. Сближение Земли с Хироном тоже вызвало заметное возмущение гравитационного потенциала.
В этой истории Юпитер сыграл роль инициатора процесса таянья. Влияние его гравитационного потенциала возрастает по абсолютной величине, когда он находится в соединении с Солнцем. В 2002 году это соединение пришлось на 19-20 июля, когда в северных широтах наблюдается максимум среднесуточной температуры. Все эти факторы в совокупности и привели к эффекту таянья льда в Арктике.
Является ли этот процесс необратимым? Дело в том, что образовавшаяся в результате ледяная поверхность обладает более высокой способностью к поглощению солнечного света. Это в свою очередь может привести к аккумулированию тепла в ледяном панцире и последующему усилению процесса таянья льда. Конечный результат уже известен: более 80% жителей равнинных и прибрежных регионов нашей планеты может потерять привычные места проживания, и будут вынуждены искать спасение на немногих уцелевших клочках суши в гористой местности. И уже в 2003 году станет ясно, насколько обоснованы эти опасения ученых.
KENNETH CHANG. Arctic Ice Is Melting at Record Level, Scientists Say/The New York Times, December 8, 2002.
Record ice loss in
Arctic/BBC News, Monday, 9 December 2002.
Alexander
P. Trunev. Жизнь и гравитация/ The World
Astrology Review vol. 2, 2002, http://www.trounev.com/thewar/No2/GL.htm