Ритмические явления в природе Земли 
Ритмические явления в природе Земли
РЕФЕРАТ
по дисциплине
«Естествознание»
по теме:
«Ритмические явления в природе Земли»
Оглавление
Введение
1. Геологические ритмы
2. Природные ритмы и
человечество
Заключение
Список использованной
литературы
Введение
Ритмы
окружают нас всюду. Недаром в монографии академика С.В. Калесника «Общие
географические закономерности Земли» есть обширная глава о ритмических явлениях
в живой и неживой природе. Ритмов столько, что они накладываются друг на друга,
то усиливая, то ослабляя эффект. Одно и то же явление - колебание температуры
воды Северной Атлантики - обусловлено периодикой солнечной активности и
Луной.
Особенно
четки ритмы, вызванные космическим полетом Земли. Самый короткий из них - смена времен года. Самый
длинный и самый мощный по своим последствиям цикл в 180-200 миллионов лет
связан с оборотом Солнечной системы вокруг ядра Галактики. Именно через такие
промежутки времени на Земле резко менялся рельеф, флора и фауна.
Ритмология - обобщенная наука о закономерностях
периодических движений в разноприродных объектах. К периодическим движениям,
сходство проявления которых и могло бы составить предмет ритмологии, принято
относить колебания, волны и циклы. Обычно при этом подразумевают, что колебания
(ритмы) -
это повторения одного и того же состояния (или события) через равные промежутки
времени; под волной понимают распространение колебаний в пространстве; в свою
очередь, цикл - это колебательный процесс, в котором начало очередного колебания
всякий раз несколько сдвигается относительно исходного состояния.
Начальные
научные сведения о периодических движениях активно накапливались в ходе
изучения колебаний маятника, а также световых и акустических явлений (звука).
Позже добавились данные об электрических колебаниях и колебаниях в жидкостях, а
первые обобщающие труды были посвящены именно таким колебательным процессам и
появились в конце XIX в. Соответственно, до середины нашего столетия всякий
академический труд с названием «Теория колебаний» содержал сведения лишь о
периодических движениях в чисто физических и технических системах.
В первой
трети XX в. появились специальные работы о колебательных процессах в объектах
нефизической природы. Так, большой интерес вызывают труды А.Л. Чижевского,
показавшего, что деятельность человека и общества подвержена циклическим
изменениям, причем эти перемены вполне отчетливо коррелируют с периодическими
(прежде всего 11-летними) изменениями в активности Солнца. Статистические
данные весьма определенно свидетельствовали, что активизация нашего светила
ведет к всплескам социальной энергии, к инициированию войн, массовых
выступлений, творческих порывов и прорывов, мощных политических cдвигов...
Биоритмы живых существ определяются вращением Земли вокруг своей оси (суточные
циклы), вращением Луны вокруг Земли (месячные циклы), вращением Земли вокруг
Солнца (годичные циклы).
Таким
образом, вся жизнь Вселенной пронизана ритмами. Пока еще разрозненные
исследования отдельных периодических процессов постепенно набирают все более
мощный объединительный потенциал, что позволяет вполне уверенно говорить о том,
что вскоре может появиться реальная ритмология как наука об универсальных
закономерностях ритмических процессов.
За внешней
хаотичностью окружающего нас мира скрыта удивительно высокая степень его
организации, основой которой служит система космических ритмов, возбуждаемых
упорядоченными изменениями гравитационного поля Вселенной. Ритмы – это и эпохи
горообразования, и великие экспансии ледников на Земле, и смена ландшафтов, и
пути эволюции человечества.
Ритмичность
природных процессов однозначно показывает, что Вселенная построена по единому
принципу. «Конструкция» элементов Вселенной особенно отчетливо свидетельствует
об этом. Такие элементы отмечены всеми науками и, прежде всего, проявляются в
ритмическом развитии природы.
Простейшие и
легко прослеживаемые ритмы связаны с изменением теплового режима, с периодом
обращения Земли вокруг Солнца. Уменьшение тепла приводит к зиме и замиранию
живой природы. Постепенное увеличение количества солнечного тепла обусловливает
наступление лета. Это закономерно повторяется из года в год. Однако нет
необходимости прибегать к сложным вычислениям, чтобы заметить, что
температурные режимы для каждой местности неодинаковы, и периодичность их
изменений выявить уже не так легко.
Периодически
количество солнечной лучистой энергии, которая превращается в атмосфере и самой
поверхностью земного шара в тепло, превышает средние нормы, и тогда, особенно
если это продолжается 2-3 года подряд, в отдельных местностях Земли могут
наступить губительные засухи, потому, что с длительным увеличением температур
обычно связано резкое уменьшение атмосферных осадков. История далекого прошлого
и наше время показывают, что периоды засух иногда продолжаются несколько лет
подряд и чередуются с влажными годами. Это уже выходит за пределы ежегодных
ритмов и повторность подобных длительных циклов можно проследить по
историческим данным.
Папирусы древнего
Египта, высеченные на камнях иероглифы и ассирийские клинописи повествуют о
том, что за 3-4 тысячелетия до наших дней, когда ещё только начинало
зарождаться земледелие в оазисах Африки и южной Азии, наступали годы тяжёлых
засух, чередовавшихся с урожайными годами.
В хрониках
европейского средневековья тоже встречаются такие записи: 1005 год: «...наступил
на пять лет превеликий голод во всем римском мире, так что не слышно было ни об
одной области, которая не была бы нища и не нуждалась в хлебе». В следующем,
1006 году отмечался «великий голод почти по всей земле». Через семь лет после
упомянутой засухи летописи 1012-1017 годов вновь повторяют о «бедствиях,
уничтоживших урожай». В 1032 году летописец пишет: «начал усиливаться на всей
земле голод, и почти всему роду людскому пришёл конец».
И в древних
русских летописях сохранились такие описания: 1363 год: «того же лета бысть
сухмень велия по всей земли, и воздух куряшеся, и земля горяше».
1364 год:
«Того же лета Солнце бысть, аки кровь, и по нём места черны и мгла стояла с
поллета и зной и жары бяху велицы, лесы и болота и земля горяше, и реки
пересохша, иные же места водные до конца иссохша, и бысть страх и ужас на всех
человецех и скорбь велия... того же лета пожар бысть в Москве, бе же тогда
сухмень и зной велиций».
1366 год:
«того же лета бысть сухмень и зной велик, и воздух куряшеся, и земля горяше. И
бысть хлебная дороговь повсюду и глад великий по всей земли, и с того люди
мряху». Все эти выписки приведены из Никоновской летописи. Они ясно говорят о
том, что был длительный период жестокой засухи, сменившийся потом урожайными
годами, то есть, с обильными осадками.
Та же
Никоновская летопись в 1372 году снова указывает: «Сухмень бысть велика и зной
и жар много, яко устрашишесь и вострепетати людем; реки многи пересохше и озёра
и болота, леса и боры горяху и болота высохша горяху и земля горяше. И бысть
страх и трепет на всех человецех и бысть тогда дороговь хлебная велика и глад
велий по всей земле».
Подробно документированы
рассказы о страшной засухе 1890 и особенно 1891 года, когда на юго-востоке
России от голода вымирали буквально целые деревни и волости. С 1892 года
установились дождливые годы и о засухе заговорили только в 1905-1907 годах.
Наибольшая из этих засух была в юго-восточных губерниях в 1906 году.
Очень сильная
засуха повторилась в 1911 году. Многие области страдали от засухи и в 1924 году
и в 1931, 1932 и 1938 годах. Наблюдения показывают, что в периоды засух во
многих местностях происходят массовые размножения саранчи и других вредителей,
для которых условия засушливой погоды более благоприятны, чем годы влажные.
Многие сорняки то почти сходят с полей, то заглушают посевы. Это вполне
закономерно потому, что природа находится во взаимосвязи с условиями погоды
отдельных лет и с климатическими изменениями, происходящими на земле. А
изменения климата и более резкие колебания погоды, продолжающиеся по несколько
лет подряд, зависят в первую очередь от процессов, совершающихся на Солнце - единственном источнике
тепла, поддерживающем жизнь на нашей планете.
Показателем
ещё более древних событий можно назвать морские коралловые полипы и многолетние
деревья – как ископаемые останки, так и ныне растущие. Лесные пни, спилы
стволов, их годичные слои демонстрируют различие толщины древесных слоев, так
как она зависит от условий развития дерева в отдельные годы. Очевидно, что в
тёплые, влажные годы вся растительность, в том числе деревья, развивается
лучше, даёт больший прирост. Засуха и неблагоприятные условия ослабляют
развитие, и годичные слои становятся тоньше, как и слои илистых отложений в
водоёмах, потому что причина их уменьшения общая: в данный год выпадало меньше
осадков.
Деревья в
отношении «летописей погоды» - ещё более верные показатели, чем озёра, так как
отражают происходившее именно в данном месте, в то время как в озёра стекают
воды с обширных пространств. Русский физик Шведов в начале прошлого века
опубликовал своё исследование годичных слоев древесины, которое назвал:
«Дерево, как летопись засух», и показал, что периоды засух колеблются довольно
закономерно с промежутками около 11 лет.
В Америке, в
горах Калифорнии, растут гиганты мамонтовые деревья, возраст которых достигает
4-5 тысяч лет. Исследования толщины древесных слоев у дерева, прожившего 3200
лет, подтвердили такую же закономерность чередования засушливых и влажных
периодов. Таким образом, дерево самой своей жизнью, ростом и развитием отмечает
условия, в которых оно прожило тот или иной год, а влияет на жизнь дерева, в
основном, температура и влажность. Значит, в развитии деревьев в разных местах
земного шара отмечается периодичность около 11 лет.
Коралловые
полипы, живущие в океане, строят целые коралловые острова и покрывают дно моря
в течение тысячелетий пластами огромной толщины. Маленькие полипы, живя
колониями, создают свои жилища то в виде ветвящихся кустов и деревьев, то
различной величины полушарообразных образований и множества других форм. Исследование
внутреннего строения этих коралловых сооружений, позволило установить в них
наличие своеобразной ярусности, приблизительно совпадающей с 3-, 6- и 11-летней
периодичностью, начиная от наших дней до минувших геологических эпох.
Но почему же
оказывается периодичность в росте и приросте коралловых построек? Потому что на
неё влияет изменение температуры морской воды. Изучение развития кораллов
показало, что в морях с разными температурами и в океане под разными широтами
кораллы растут быстрее при более высокой температуре.
Значит,
температура мирового океана периодически колеблется, то повышаясь, то несколько
опускаясь, а коралловые полипы от этого то ускоряют свой рост и отложения, то
уменьшают их, как и растительность на поверхности Земли. Таких примеров можно
было бы привести ещё немало.
Выясняя,
почему на Земле могут происходить такие колебания температуры и влажности, от
которых возникает периодичность в ускорении и замедлении роста деревьев и
кораллов, уменьшении и увеличении толщины донных отложений в озёрах, ученые
естественно предполагали, что эти изменения могут зависеть от самого источника
жизни на Земле - от Солнца. Если в нём самом совершаются
процессы, имеющие определённую периодичность, и если они влияют на изменение
количества тепла, излучаемого Солнцем, то значит, они и влияют на ход развития
земных явлений в природе.
Исторические
документы, летописи, описания, сделанные в древности учёными, дают нам ценные
материалы, по которым мы можем судить о больших изменениях климата Земли за
минувшие тысячелетия. Даже 1800-летний период, о котором говорилось выше, был
дважды прослежен в истории человечества, а именно в 360 году до нашей эры и в
1433 году.
Исторические
документы говорят о том, что в XIII веке нашей эры, после длительного тепла,
когда Северный Ледовитый океан до высоких арктических широт был свободен ото
льда и норвежские мореплаватели свободно совершали плавания к берегам
Гренландии, где были их колонии и домашний скот, наступило резкое и сильное
похолодание. В 1261 году весь остров Исландия был окружён и скован льдами на
многие годы. Гренландия вновь покрылась толщами льдов. Суровые зимы стояли во
всей Европе.
Однако
летописных данных для построения теории геологических ритмов очевидно
недостаточно. Солнце и Земля – лишь часть Космоса, и естественно предположить,
что глобальные космические циклы также влияют на природные ритмы. Современные
ученые пытаются обобщить все, что известно о ритмических явлениях, и, несмотря
на это, в современной ритмологии многое еще находится на уровне гипотез. Разумеется,
в первую очередь внимание уделяется активности Солнца
Солнечная
активность - это совокупность многочисленных и разнообразных процессов,
охватывающих всю солнечную атмосферу и значительную часть недоступных прямому
наблюдению подфотосферных слоев до глубины 1/10 или даже 1/5 радиуса Солнца.
Эти процессы проявляются в таких нестационарных локальных явлениях, как темные
солнечные пятна и скоротечные вспышки, активные области и протяженные фоновые
магнитные поля, короткоживущие структуры хромосферы и короны и потоки частиц в
межпланетном пространстве.
Такое
определение «перечислением» типично для начального этапа развития научной
мысли. Здесь уместно сравнение с погодой на Земле. Если воспользоваться
определением указанного типа, то погода - это совокупность
ураганов и штилей, жары и холода, дождя и ведро, суховеев, муссонов, пассатов и
метелей, которые одновременно происходят в различных точках нашей планеты. Но в
терминах науки погода - это физическое состояние воздушной оболочки
Земли в некоторый момент времени.
В конечном
счете, это состояние определяется излучением Солнца, приходящим на Землю, и все
разнообразие погоды обусловлено различиями в освещенности и в коэффициентах
поглощения и отражения различных участков земной поверхности, т.е. разными
углами падения солнечных лучей на Землю и разнообразием физических свойств
элементов земной поверхности - океанов и морей, гор, пустынь, степей, лесов,
ледников. Непосредственно же состояние воздушной оболочки Земли определяется
существующими в ней градиентами температуры и давления, и оно уже неплохо
предсказуемо, особенно, когда начальные условия задаются мозаикой
широкоугольных снимков Земли из космоса, а использование мощных ЭВМ позволяет
учитывать многочисленные структуры и термодинамические свойства атмосферы. К
сожалению, исследования солнечной активности - погоды на Солнце - не привели еще к столь
же цельной концепции этого сложного явления, здесь нет пока таких общих
исходных физических принципов, как в современной метеорологии, а преобладает
накопление экспериментальных данных и построение частных моделей отдельных
процессов и структур.
Основоположником
учения о ритмах в природе является Арсений Владимирович Шнитников. Обобщив
материалы по колебаниям общей увлажненности, состояниям уровней водоемов и
горных ледников, он создал стройную теорию внутривековых и многовековых ритмов,
суть которой заключается в следующем. Существуют две категории ритмов:
космические ритмы взаимодействия и ритмы среды. Набор космических ритмов крайне
ограничен, ритмы среды бесчисленны. Первые, касаясь природы Земли и Космоса в
целом, заслуживают особенно пристального внимания, вторые представляют лишь
относительный интерес.
Космические
ритмы проявляются неопределенно долгое время и носят универсальный характер.
Если такой ритм обнаружен, к примеру, в атмосферных процессах, то он должен
быть и в процессах, протекающих в гидросфере, литосфере и биосфере.
Нередко
ритмические процессы обладают значительной асимметричностью, приобретая в
некоторых случаях характер взрывных: короткая ветвь подъема и длинная ветвь
спада. Выражаются такие процессы асимметричной ломаной линией, изломы которой
отражают скачкообразное изменение направленности или напряженности процесса.
Все это заставляет по-новому посмотреть на роль быстро протекающих явлений в
эволюции Земли.
Природа
космических ритмов до сих пор не установлена. Возвратно-поступательный характер
расширения Вселенной в ходе интерференции наиболее масштабных ритмических
процессов - ритма Вселенной, ритма звезд (ритма солнечной системы), ритма
планет и геологического ритма - в сочетании с противофазовыми пульсациями
космического «оркестра» является основным механизмом консолидации галактик,
звезд, планет и спутников планет. С ним связано также образование
газово-пылевых туманностей, облаков, астероидов, метеоритов и комет.
Характерно, что их внутренняя структура удивительно аналогична независимо от
того, продолжаются ли они десятки или миллионы лет, т. е. генетически
совершенно разные возбудители вызывали почти тождественные следствия.
Существуют предположения, что они каким-то образом связаны с пульсационным режимом
небесных тел. В 1958 г Н.А. Козырев обратил внимание на поразительное сходство
чередующихся процессов сжатия и расширения Земли и Луны с режимом пульсирующих
звезд.
Существуют
следующие виды ритмов.
1850-летний
ритм общей увлажненности. А.В. Шнитниковым установлено, что горные ледники с момента
максимума последней ледниковой эпохи, именуемой вюрмом, повсеместно сокращались
и отступали все выше и выше в горы. Это сокращение было не постепенным, а носило
стадиальный возвратно-поступательный характер по принципу: «два шага назад - шаг вперед - два шага назад и т. д.».
В периоды стабилизации концов ледников образовывались стадиальные конечные
морены. Стадиальность горных ледников обусловлена 1850-летним ритмом общей
увлажненности, который, в свою очередь, связан с изменчивостью
приливообразующих сил Луны и Солнца, открытой шведским ученым О. Петтерссоном в
начале века.
Каждый
1850-летний ритм подразделяется на две фазы: теплую и сухую длинную (около 1200
лет), холодную и влажную короткую (около 400 лет) - и переходные этапы.
Движение Солнца, Земли и Луны в пространстве создает сложную и меняющуюся во
времени картину взаимодействия приливообразующих сил на Земле. Когда
приливообразующие силы Луны и Солнца суммируются, то высота прилива на Земле
возрастает и происходит более значительное перемешивание вод океана. На
поверхности оказываются холодные глубинные воды, и климат становится более
прохладным и более влажным. Горные ледники на фоне их общего сокращения
активизируются, продвигаются вниз и откладывают конечные морены. Между этими
короткими и энергичными этапами приливообразующие силы Луны и Солнца ослабляют
друг друга. Перемешивание вод океана становится менее значительным, и на Земле
устанавливаются более теплые и более сухие условия.
Страницы: 1, 2
|
|
