(10).
В (10) определяется из (9); - угол между вектором силы притяжения к звёздному скоплению и касательной плоскостью в данной точке поверхности Земли. Сила сдвига меняется от нуля в литосферном полюсе и в диаметрально противоположной ему точке земной поверхности до максимального значения, в точках, где касательная совпадает с вектором силы притяжения. Совокупность точек земной поверхности, в которых силы сдвига имеют максимальное значение, назовём литосферным экватором. Это линия на поверхности земли, которая получается при пересечении плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно радиусу, соединяющему центр Земли и литосферный полюс. Литосферный экватор делит Земной шар на два полушария. Одно полушарие направлено в сторону звёздного скопления, другое, противоположное всегда направлено в сторону центра нашей Галактики.
Когда силы притяжения переходят некоторое критическое значение, происходит кольцевой разрыв литосферы в областях, примыкающих к литосферному экватору. Формируется мировая система рифтов и разломов, представляющая собой совокупность рифтовых долин срединно - океанических хребтов и внутри материковых рифтов, опоясывающих весь земной шар. (См. например, [3]). Рифты имеют линейно вытянутую (на несколько сотен и тысяч километров) щелевидную или ровообразную структуру растяжения земной коры, шириной от нескольких десятков до нескольких сотен километров, ограниченных разломами. Все литосферные плиты, охваченные кольцевым разрывом и обращённые к звёздному скоплению, стягиваются к литосферному полюсу. Этот полюс расположен в районе восточного Тибета. Наряду со стягиванием к Тибетскому литосферному полюсу, происходит на обратной стороне Земли, начиная от литосферного разрыва, сжатие Американского материкового пояса, в соответствии с закономерностями гравитационных приливных волн.
Расположение литосферного полюса между 30-й и 40-й параллелями обусловлено наклоном Земной оси к направлению действия силы притяжения звёздного скопления, стало быть к плоскости солнечной орбиты и плоскости Галактики. Причём по мере сближения с любым из 8-ми скоплений (см. Рис. 1), литосферный полюс всегда ориентирован на звёздное скопление. Положения литосферного полюса между параллелями может измениться только с изменением пространственной ориентации оси вращения Земли. Литосферный полюс в принципе мог бы сформироваться на любом меридиане между 30-й и 40-й параллелями. То, что он закрепился в районе восточного Тибета, носит случайный характер и вызвано характером распределения литосферных масс в начальный период формирования литосферы более 4-х миллиардов лет назад. Когда Земля давным давно начала остывать (а воздействие скоплений было и тогда), то возникали неравномерности в размерах островков остывшей и кристаллизовавшейся массы. Были и есть неравномерности и в вязкости подстилающего слоя. Всё это и привело к разности воздействий и обособлению литосферы в разных полушариях. Если за этот период менялось положение Земной оси, то это приводило к изменению положения литосферного полюса и по параллели и по меридиану, а Тибетский литосферный полюс имеет меньший возраст.
Стягивание литосферных плит к тибетскому полюсу вызывает явление спрединга (расширение ложа океанов) в рифтах и субдукцию (затягивание) холодных, а потому более тяжёлых океанических плит под континентальные литосферные плиты. Это приводит к сдавливанию внутренних областей мантии, что сопровождается выходом магмы в рифтовых трещинах и вызывает вулканическую активность в зонах субдукции. Время жизни океанических плит не превышает 100 - 200 миллионов лет, так как они погружаются и растворяются в континентальной мантии. Континенты, хотя и растут и меняют свою форму, но существуют на поверхности Земли на протяжении 3 - 4 миллиардов лет. Таким образом, примерно за один галактический год литосферное ложе океанов сменяется полностью. Если мы посмотрим на горные системы Евразии, то они имеют ясно выраженную тенденцию кольцевыми дугами опоясывать Тибет. Такую же картину даёт карта напряжений земной коры [5].
Сейсмические пояса восточного полушария охватывают Тибетский полюс. С востока Китайский сейсмический пояс и далее Российский дальний восток, обусловлены притяжением тихоокеанской литосферной плиты. Сейсмический пояс Юго-восточной и Южной Азии вызван движением Индо-австралийской плиты. Западный сейсмический пояс Южной Европы и Кавказа - притяжением к литосферному центру Африки. Северный сейсмический пояс Средней Азии и юга Сибири вызван притяжением северных литосферных масс Евразии к Тибету. Необходимо отметить, что напряжения в литосфере суммируются и нарастают в направлении к литосферному полюсу, что и вызвало общее горное поднятие в этой области Земли и сформировало сейсмические пояса. Суммированное напряжение, в области сейсмических поясов начинает превосходить предел прочности литосферных плит, что и приводит к землетрясению. По мере приближения к звёздному скоплению не исключена ситуация, когда после определённого порога начнётся общая непрерывная подвижка литосферных плит.
Необходимо обратить внимание на периодический (с периодом земных суток) характер воздействия сил тяготения звёздных скоплений, который вызван вращением Земли вокруг своей оси. С одной стороны этот факт вроде бы снижает силовое воздействие, с другой периодические нагрузки могут способствовать снижению коэффициента трения и тем самым усиливать воздействие. Может возникнуть вопрос, а почему Солнце и центр Галактики оказывающие на Землю гораздо более сильное гравитационное воздействие не вызывают подвижки земной поверхности? Ответ достаточно прост. Эти воздействия уравновешиваются центробежными силами, вызванными круговым вращением и Земля испытывает по отношению к Солнцу и центру Галактики невесомость, так же как космонавт на орбите Земли. Так же как Луна, вызывая приливные океанические волны на Земле, сама по отношению к Земле находится в невесомости. По отношению к звёздному скоплению ни Галактика, ни Солнечная система, ни Земля не совершают кругового движения и поэтому воздействие скоплений не скомпенсировано. Мы уже отмечали, что всего при движении по орбите Солнца Солнечная система за один оборот испытывает 4-е воздействия скоплений 1-ой величины с периодичностью в 62 миллиона лет и 4-е сверхскопления 2-й величины, которые протекают в промежутках между первыми. Так, что Сепкоски тоже прав, указывая на более частую периодичность катастроф.
Отметим один аномальный момент в форме кольцевой мировой линии рифтов наблюдаемый возле Северного полюса. (См. Рис.2 или [3]). Казалось бы, что рифтовая трещина должна проходить не с Российской стороны полюса, а с другой стороны, со стороны Канады. Это можно объяснить воздействием центробежных сил, вызванных вращением Земли вокруг оси. Центробежные силы ослабляют притяжение скоплений и силы сдвига на Канадской стороне и усиливают на Российской.
Обратим также внимание на различие в воздействии сил скоплений в восточном и западном (условно) положении литосферной плиты при вращении Земли. На западе вектор силового воздействия совпадает с вращением, а на востоке обратно направлен. В результате воздействие на востоке на разрыв подстилающего слоя больше чем на западе. Этим можно объяснить значительное различие в величине ложа Тихого и Атлантического океанов. Это также способствует к сбиванию литосферных плит в группу.
Предложенная модель подвижки литосферных плит позволяет объяснить возникновение аморфной астеносферы в теле кристаллической мантии и подтверждает предположение о природе магматических процессов, вызванных плавлением вскипанием кристаллического мантийного вещества при возникновении трещин в теле мантии под воздействием напряжения и как следствие резком снижении пластового давления в трещинах. Астеносфера, из-за суточных возвратно-поступательных силовых воздействий звёздных скоплений (по причине вращения Земли), постоянно находится с состоянии образования в её теле трещин и вскипания (магмообразования). Этот процесс и приводит к вязкости и аморфности вещества астеносферы. Астеносфера видимо не только по физическому состоянию, но и по химическому составу отличается от верхних и нижних соседних слоёв мантии. Плавятся и вскипают при падении пластового давления в трещинах в первую очередь породы из легкоплавких элементов. Они с повышенным процентным соотношением и должны присутствовать в астеносфере.
Когда Солнечная система приближается к звёздному скоплению на кратчайшее расстояние и силовое воздействие гравитационного поля скопления становится максимальным, то для обитателей Земли наступает период самых суровых условий для существования. Происходит практически непрерывная серия сильных разрушительных землетрясений, горообразования и активная вулканическая деятельность, сопровождающаяся выбросом огромных масс пепла и газов. Рифтовые трещины океанов раскрываются до огромных площадей. Обнажившееся раскалённое внутреннее вещество Земли вызывает разогрев океанов до высоких температур, несовместимых с жизнью (за исключением, быть может, термальных бактерий) на огромных площадях океанов. Перегрев воды вызывает, с одной стороны, таяние ледников и затопление огромных площадей суши, с другой приведёт к интенсивному испарению воды и вызовет непрерывные ливни, которые будут вызывать постоянные наводнения и оползни, смоют плодородный почвенный слой. Напряжения и деформации земных недр вызовут выброс на поверхность Земли огромных масс природного газа и нефти. Это приведёт к их неизбежному возгоранию. Наряду с интенсивной вулканической деятельностью, это может вызвать критические изменения в составе атмосферы, в том числе приводящие к парниковому эффекту. С учётом того, что этот период будет достаточно длительным (возможно сотни тысяч, а то и миллионы лет), то по совокупности воздействий создаются условия не совместимые с органической жизнью.
Но это ещё не все испытания, которые выпадают на долю органического мира в этот период. С периодами тектонической активности совпадают импактные события, т.е. метеоритно-астероидно-кометные бомбардировки поверхности Земли. Американские исследователи Д. Эбботт и Э. Айсли провели статистический анализ распространения во времени как импактных событий так и проявлений тектонической и вулканической активности. Авторы получили коэффициент корелляции между этими явлениями, равный 0,9, и между наиболее интенсивными явлениями - 0,97. Отсюда следует, что временную связь между этими феноменами можно теперь считать доказанной. Эбботт и Айсли показали, что для последних 250 млн. лет периодичность метиоритно-астероидно-кометных бомбардировок Земли и кореллирующей с ними тектонической активности составляет 32-36 млн. лет, т. е. она отвечает циклам Штиле. Но каковы их причинно-следственные соотношения? [19]. Существует гипотеза А.А. Баренбаума. “Согласно ей, наша Солнечная система при своём обращении по галактической орбите периодически пересекает струйные потоки кометного вещества, исторгаемые из центра галактики. Всё это, разумеется, весьма гипотетично, но пока ничего лучшего не придумано”.[19].
В свете выше изложенного о механизме и периодичности тектоники литосферы, гипотеза Баренбаума о периодичности импактных событий и выявленная Эбботт и Айсли корелляция между этими явлениями, достаточно просто объясняются. Оба эти явления вызываются гравитационным притяжением сверхскоплений при приближении к ним Солнечной системы, что и объясняет корелляцию. Механизм тектонической активности был объяснён ранее. Объясним механизм импактных событий.
Самыми многочисленными макроскопическими объектами галактики являются метеориты, астероиды и кометы. Мириады их движутся вокруг своих центров притяжения. Многие из них являются слабосвязанными системами, движущимися по вытянутым эллиптическим орбитам. Под каким - либо дополнительным силовым воздействием эти тела ещё более удлиняют эллипсы своих орбит или даже отрываются от своих первоначальных центров связи и переходят на гиперболические орбиты в связи с законами небесной механики. Наибольшее стороннее силовое воздействие на эти тела возникает, когда они в своём вращении сближаются со сверхскоплениями. Таких зон сближения восемь по числу сверхскоплений.
В этих зонах и формируются постоянные струйные течения Баренбаума. На Рис.1 зоны струйных течений отмечены тёмными полосами. В этих зонах метеориты, астероиды и кометы, находящиеся во внутренних по отношению к Солнечной орбите областях галактики, начинают вытягиваться за пределы Солнечной орбиты или даже свободно двигаться в сторону сверхскопления по траекториям гипербол различной формы. Повторяю, в этих зонах существуют постоянные потоки метеоритного, астероидного и кометного вещества. И когда Солнечная система при своём круговом движении вокруг центра галактики входит в одну из зон потоков Баренбаума, то на Земле и других телах Солнечной системы резко возрастают импактные события. Происходит это восемь раз за галактический год, т.е. через 31 - 32 млн. лет. Синхронно с тектонической активностью. Сейчас на Земле открыто более 150 кратеров от падения астероидов диаметром от 300 до 600 км. Однако это видимо малая толика от реальной картины.
Большая часть поверхности Земли покрыта океанами, на суше атмосферные явления и живая природа так же скрывают со временем следы импактных событий. Но реальную картину воздействия на Землю импактных событий можно оценить, если посмотреть на снимки поверхности Луны. Поверхность Луны за миллиарды лет испещрена импактными воздействиями. Плотность этих воздействий на поверхность Земли сопоставима с лунной картиной. Наиболее плотными являются четыре потока Баренбаума, в сторону сверхскоплений первой величины.
Совместное воздействие тектонической, вулканической и импактной активности создают непреодолимые трудности для большинства видов органической жизни.
Самый спокойный период для обитателей Земли от геологических потрясений наступает на участке Солнечной орбиты между звёздными скоплениями. После ослабления силового воздействия скоплений, некоторый видимо также достаточно длительный период ещё происходят подвижки литосферных плит в обратную сторону, от тибетского полюса к литосферному экватору. Это тоже особенно на ранних стадиях, неспокойный период. Об этом мы скажем во второй части ниже. Затем всё успокаивается и происходит новый расцвет жизни. Но до этого нам ещё далеко. Учитывая, что океаническая плита полностью затягивается примерно за 200 миллионов лет, то есть за семь периодов притяжения и при этом перемещается на многие тысячи километров, учитывая, что основные подвижки происходят при прохождении скоплений 1-й величины, а на периоде отхода от скопления имеет место обратная подвижка и длительный период покоя, то факт раскрытия сегодняшних рифтов на десятки и сотни километров, говорит о том, что мы только входим в стадию нарастания литосферной подвижности. И в ближайшее по геологическим масштабам время нужно ожидать только усиления этих процессов, в том числе импактов. Уже сейчас отмечается увеличение скорости подвижки литосферных плит и усиление тектонической активности. Будет нарастать частота землетрясений, а магнитуда землетрясений видимо не будет превосходить тех максимумов, что наблюдались до настоящего времени. Максимальная величина магнитуды определяется пределом прочности литосферных плит, а он ограничен и нет оснований говорить о его возрастании. К тому же говоря о нарастании частоты землетрясений мы должны иметь в виду, что это геологические процессы и масштаб времени соответствующий, при котором 100 лет величина пренебрежимо малая. Настораживает ещё такое обстоятельство. Во время одной из самых разрушительных катастроф, катастрофы пермского периода (около 250 млн. лет назад) с лица Земли исчезло более 85% всего живого. [19]. 250 млн. лет это период обращения Солнца вокруг центра Галактики и мы сейчас приближаемся как раз к тому месту на орбите, которое соответствует пермскому периоду. Чем можно объяснить, что именно положению пермского периода на галактической орбите Солнца соответствуют наибольшие потрясения? Видимо, наша Галактика расположена на периферии местного скопления, не симметрично по отношению к звёздным скоплениям нашей ячейки. То скопление, которое ближе всего к нашей Галактике и вызывает пермский период.