Модель Земли.

http://ufolog.nm.ru/sdvig2.htm#1

Модель Земли.

Куда сдвинут полюса ледяные шапки Земли. Смещение или сдвиг географических полюсов.

Итак давайте ещё - раз рассмотрим приближённую модель Земли. Земля состоит из твёрдой каменной плёнки, называемой «литосфера», и разогретого пластичного тела, вращающегося со скоростью 1 оборот в сутки. Простейшую модель можно изготовить из шарика для пинг-понга. На его поверхности надо нарисовать моря и континенты, а внутрь залить ртуть и, раскрутив вокруг оси оставить в кабине космического корабля. Шарик будет хорошо и устойчиво вращаться до тех пор, пока на его поверхность не налипнет какая-нибудь соринка. Эта соринка породит не скомпенсированную центробежную силу, которая развернёт оболочку шарика так, что соринка окажется на экваторе. Со ртутью, находящейся внутри шарика ничего не произойдёт, как она вращалась, так она и будет вращаться, повернётся только оболочка с нарисованными на ней морями и континентами.

Но какие объекты Земли могут быть эквивалентом соринки? Похоже, что Гренландия и Антарктида тут вне конкуренции.

Гренландия : 80% территории занято покровным ледником с объемом льда 2,6 млн. км 3. Высота до 3700 м. Вес льда 2,6 * 10 15 тонн. Центр тяжести находится на 450 меридиане западной долготы, на 700 северной широты

Антарктида : свыше 99% территории покрыто льдом. Средняя мощность льда 1720 м, наибольшая свыше 4500 м. Объём льда 24-30 млн. км 3. Вес льда 2,4 - 3 * 10 16 тонн. Центр тяжести находится на 800 меридиане восточной долготы, на 850 южной широты.

Каждый год вес льда на земле увеличивается на 300 миллиардов тонн а наблюдение за положением полюсов нашей планеты, показывает, что Северный полюс, из-за неравномерности распределения снежного покрова и таянья ледников, в отдельные годы в считанные дни перемещается на расстояния порядка 100 км. Почему же это происходит если вес ледников составляет менее процента, по сравнению с весом коры. Однако после расчёта приведённой высоты ледников, которую и следует учитывать при расчёте центробежной силы , глаза на лоб лезут - ледники Гренландии и Антарктиды, де-факто, самые высокие точки на Земле.
( Подробнее >>> )
что если Гренландия придёт в движение (например из-за падения метеорита под опредёлённым углом) предпочтительные направления перемещения будут не в последнюю очередь определяться этой ледяной гантелей. Так что,скорее всего, через год после начала движения литосферы положение экватора скорее всего станет нижеследующим.Все мы помним, что Земля - это Планета Воды. По результатам измерений можно считать, что Мировой океан с достаточно высокой точностью имеет форму сплюснутого эллипсоида вращения, большая ось которого равна экваториальному радиусу Земли (6378245 м), а малая ось — полярному радиусу (6356863 м). Проведение сухого уровня Мирового океана никак не повлияет на силы тяготения и не изменит скорости вращения Земли, поэтому мы можем считать, что форма сухого уровня Мирового океана тоже будет эллипсоидом вращения с чуть большим эксцентриситетом. Насколько этот эксцентриситет должен быть больше никто не знает, поэтому, чуть-чуть ухудшая оценку, мы будем считать, что он останется прежним. К стыду нашему, мы забыли школьную физику. Вернёмся в дни нашей юности в шестой класс и порассуждаем так, как стал бы рассуждать средний ученик: чтобы правильно разметить контуры рельефа Земли, соответствующие различным положениям уровня моря, надо мысленно доливать в мировой океан воду до отметки х метров над уровнем моря, измеряя уровень на Северном полюсе; а получившуюся береговую линию наносить на карту. Если вы честно проделаете эту работу, то у вас «глаза полезут на лоб», потому что из-за вращения земли самыми последними участками суши, которые скроются под водой будут не Гималаи с высочайшими вершинами мира, а Гренландия (средняя высота 3400 метров, наибольшая высота 3700 метров) и Антарктида (средняя высота 2040 метров, наибольшая высота 5140 метров). Рассчитаем эллипсоид сухого уровня Мирового океана, проходящего по поверхности ледника Гренландии. Итак, средний уровень ледника располагается на 3400 метров выше уровня моря, центр тяжести располагается на 45o западной долготы и 75o северной широты. Воспользуемся тем, что в окрестности полюса форма эллипсоида вращения очень мало отличается от шара радиусом 6356863 метров. Следовательно, уровень Мирового океана на широте 75o удалён от оси вращения Земли на расстоянии 6356863 * cos 75o = 1645258 метров. Если мы теперь продлим этот перпендикуляр к оси вращения, до пересечения с поверхностью ледника, то его длина увеличится не на 3400 метров, а на 3400/cos 75o = 13137 метров. Короче говоря, размеры эллипсоида сухого уровня, проходящего по поверхности ледника Гренландии на 13137*100/1645258 = 0,7985% больше, чем размеры эллипсоида существующего уровня Мирового океана. Менее одного процента, казалось бы чего тут беспокоиться! Однако цифра эта страшная, поскольку на экваторе расчётный сухой уровень Мирового океана должен проходить на высоте 6378245*0,7985/100 = 50927 метров над уровнем моря!Если мы сравним теперь высоту Джомолунгмы (8848), расположенной на 30o северной широты, с высотой горы Логан (6050), расположенной на Аляске на 60o северной широты, то это сравнение окажется не в пользу Джомолунгмы. Действительно, cos2(30o) = 0,75; cos2(60o) = 0,25; следовательно, географическая высота Джомолунгмы, приведённая к экватору, равна 8848/0,75 = 11797 метров, а географическая высота горы Логан, приведённая к экватору, равна 6050/0,25 = 24200 метров, то есть на самом деле она более чем в два раза выше. Теперь мы понимаем почему на севере нет таких высоких гор и таких глубоких океанических впадин, как в окрестности экватора. Но самая высшая точка планеты, по высоте приведенной к экватору расположена в Антарктиде в массиве Винсон в горах Элсуорт (5140) на 78o южной широты; 5140/cos2(78o) = 118138 метров. Безымянная гора на севере Гренландии (2195), расположенная на 80o северной широты, возвышается над экватором на высоту 2195/cos2(80o) = 72213 метров!Итак, ледники Гренландии и Антарктиды в действительности, с учётом вращения Земли, расположены очень высоко над уровнем Мирового океана. Центробежная сила, воздействуя на ледник Гренландии, стремится развернуть литосферу в положение, при котором ось Гренландия — Антарктида станет перпендикулярна оси вращения земли. Она натягивает литосферу вдоль меридиана, проходящего через полюс по 45o западной долготы, с такой силой, что океанское дно прогибается здесь на глубину почти что в 5 тысяч метров, образуя котловину Амундсена, простирающуюся от континентального шельфа Гренландии до континентального шельфа у Новосибирских островов. Рядом с ней, точно через полюс проходит литосферный разлом приуроченный к хребту Ломоносова, отмечающий траекторию, по которой Северный полюс рассекал литосферу 9300 лет назад.Чтобы понять, какая информация заключена в котловине Амундсена, следует осознавать, что котловины — это отрицательные вершины, поэтому их как и вершины естественно сравнивать путём приведения к единой базе, скажем, путём приведения к экватору.Наблюдается та же тенденция, что и с горами — чем ближе к полюсу, тем официальная глубина меньше, а приведённая глубина, наоборот, больше. Но Котловина Амундсена выпадает из этого ряда. Её приведённая к экватору глубина, равная почти что 160 километрам, на порядок превышает глубины всех остальных впадин. Похоже, что здесь мы сталкиваемся с впадиной совсем другой природы. Эта впадина является как бы следом от цепи, которой кровожадный цербер — Гренландия прикован к континентальному шельфу Азии в районе Новосибирских островов.
Приведённые глубины глубоководных впадин.
Название жёлоба
Максимальная глубина
Широта в градусах
Приведённая глубина
Марианский
110221011364
Танга
108822312840
Идзу-Бонинский
98103113348
Филиппинский
104971010823
Курило-Камчатский
97174519418
Алеутский
78225220612
Котловина Амундсена
448587159369
Традиционные географы не упустят возможности заявить, что это наблюдение ничего не доказывает, что так рассуждать нельзя. На что мы им сразу отвечаем: быть может вы и правы, но этот отрывок в основном предназначен для тех, кто анализирует космические снимки. Допустим вам принесли снимки какой-то планеты, на которых вы нашли и типично африканский контур, и пару платформ: «Гренландию» и «Антарктиду», на которых скопились огромные массы льда, а вот «котловины Амундсена», тянущейся от «северной оконечности Гренландии» через полюс строго по меридиану, не обнаружили. Там оказалась какая-то другая, направленная перпендикулярно, (если на карте Северного Ледовитого океана удалить котловину Амундсена, то останется широкая котловина, являющаяся объединением котловины Нансена и Канадской котловины, направленная как раз перпендикулярно) или под каким-то другим углом. В этой ситуации не следует делать вывод, что в самое ближайшее время там ожидается планетарная катастрофа типа Всемирного потопа.Иное дело, если «котловина Амундсена» там уже появилась и глубина её, приведённая к экватору, фантастична. Тогда мы не только можем сказать, что планетарная катастрофа типа Всемирного потопа кажется созрела, но и можем объяснить как происходит горообразование на этой планете.
P.S. Вы можете обсудить эту статью в Форуме
Страницы к теме : Предыдущая
Источники :
Теоретическая география

Для того, чтобы понять суть теории проскальзывания, нужно вспомнить строение Земли. Твердая земная кора наподобие скорлупы в яйце покоится на мощных пластах мантии, состоящей из жидких расплавленных пород. Между корой и мантией, до глубины около 300 км, простирается вязкая полужидкая астеносфера. При этом толщина коры колеблется от 5 км в океанах до 70 км в районе материковых плит ( 90 км в Гималаях) при общем радиусе Земли 6400 км. Твердую оболочку Земли называют литосферой. Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на части и состоит из семи крупных литосферных плит и нескольких мелких (девять) , медленно перемещающихся одна относительно другой. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере , как льдины в воде

Ясно, даже чисто умозрительно, что это дает возможность земной коре при определенных условиях «проскальзывать» по жидкому слою магмы, составляющей мантию Земли, без сколь - нибудь заметного изменения вращения всего гироскопа под названием «планета Земля». Насколько «легко» это может произойти, можно себе представить, если вспомнить, как легко и быстро способна передвигаться горячая лава (та же магма) по поверхности земли при извержении вулканов.

Давайте попробуем просчитать параметры столкновения, при котором метеорит может сдвинуть литосферу. Мы уже просчитывали размеры астероида который мог бы сдвинуть земную ось. Очевидно, что поскольку масса земной коры намного меньше массы всей Земли (сравнить хотя бы толщину коры с радиусом Земли и учесть увеличение плотности с глубиной), то усилие, необходимое для смещения лишь земной коры, значительно слабее того усилия, которое понадобилось бы для воздействия на всю планету.Поскольку метеориты очень редко падают на Землю строго вертикально, то при их ударе о поверхность земли имеет место как вертикальная, так и касательная составляющая силового воздействия . Ясно, что при достаточной силе удара данная касательная составляющая может служить причиной смещения земной коры по слою мантии, причиной «проскальзывания».

Теперь можно оценить с точки зрения физики возможность «проскальзывания» земной коры при ударе крупного метеорита, для чего достаточно воспользоваться довольно простыми соображениями.
момент удара метеорита кора Земли получает дополнительное вращение с начальной угловой скоростью вокруг некоей оси «проскальзывания», которая заведомо не совпадает с осью собственного вращения Земли (в противном случае не будет изменения положения полюсов). При этом каждая точка на поверхности Земли приобретает дополнительную скорость , зависящую от начальной угловой скорости и расстояния R от данной точки до оси «проскальзывания».«Проскальзывая» по жидкой и «неподвижной» мантии, земная кора будет испытывать торможение, которое в данном случае будет аналогично торможению движущегося тела в вязкой жидкости (чем больше скорость тела, тем больше сила, тормозящая это движение). Поэтому для любой точки поверхности Земли будет справедливо: ( 1 )где - v скорость точки поверхности в момент времени t,F - сила торможения коры в данной точке,k - некий постоянный коэффициент.Тогда для любого тонкого кольцевого слоя земной коры в плоскости, перпендикулярной оси «проскальзывания», из закона Ньютона следует: ( 2 )где m - масса этого кольцевого слоя коры.Проведя суммирование по всей поверхности Земли (т.е. интегрирование по углу между направлением на точку земной поверхности и осью «проскальзывания»), и с учетом того, что , из ( 2 ) получаем дифференциальное уравнение движения земной коры в виде: ( 3 )где M - масса земной коры.Решение уравнения ( 3 ) : ( 4 )показывает, что движение коры Земли после удара метеорита очень быстро (по экспоненте) замедляется. Итоговое же смещение каждой точки на поверхности Земли составит ( 5 )Учитывая, что , из ( 4 ) и ( 5 ) можно получить, что работа сил торможения земной коры при полном прекращении «проскальзывания» составит ( 6 )где - максимальное смещение точек земной поверхности (на «экваторе проскальзывания», т.е. при , где - радиус Земли).Или ( 7 )где T - некое характерное время процесса, т.е. время за которое движение «проскальзывания» практически прекратится: . В прикладных расчетах часто характерное время процесса определяют из условия: ( 8 )Для определения реальных численных характеристик давайте воспользуемся условиями вытекающими из мифов о всемирном потопе и археологическими данными о катаклизме, произошедшем 12000 лет назад, когда вымерли мамонтыДанное характерное время процесса «проскальзывания» вполне можно принять за равное одним суткам как из умозрительных соображений, так и из данных, встречаемых в мифологии. Исходя из общей картины изменения климата в Европе, Сибири, Аляске и Антарктиде можно оценить смещение полюсов в 2-3 тысячи километров.При этом необходимо учесть, что величина смещения полюсов заведомо меньше величины максимального смещения земной коры, так как касательная составляющая силового воздействия при ударе метеорита о земную поверхность может быть разложена на меридиональную и широтную составляющую. Довольно очевидно, что перемещение полюсов происходит лишь под воздействием меридиональной (перпендикулярно экватору) составляющей. Однако при «благоприятных условиях», т.е. при соответствующей траектории падающего метеорита, величина меридиональной составляющей не сильно отличается от всей касательной составляющей.Принимая для простоты, что смещение полюсов равно , и что энергия падающего метеорита полностью пошла на «проскальзывание» , из всего вышесказанного и формулы ( 7 ) можно получить, что всем условиям удовлетворяет «камушек» радиусом всего 20 км, подлетающий к Земле со скоростью 50 км/сек (обычная скорость для объекта, летящего навстречу Земле). Учитывая погрешности проведенных оценок, можно сделать вывод, что с точки зрения физики для обеспечения подобного «проскальзывания» вполне может быть достаточно метеорита размером порядка 50 км. А ведь подобного «мусора» в нашей Солнечной системе довольно много...

Источники : , Статья А.Склярова

Комментарии:
Александра Седова : К формулам, которые написаны в статье я особенно не приглядывался, ленивый я.
Но насторожило использование некоторых фраз. "при достаточной силе удара данная касательная составляющая может служить причиной"
А если сила хоть чуть-чуть меньше, чем "достаточная", то никакого смещения вообще не будет?
"характерное время процесса «проскальзывания» вполне можно принять за равное одним суткам"
Его нельзя "принять", его надо точно знать (из справочника) или узнать (посчитать). Т.к. от него прямопропорционально зависит результат.
"как из умозрительных соображений, так и из данных, встречаемых в мифологии" Ню-ню. Физика на основе мифологии... ню-ню. :-)
Ну ладно, там всё равно идея неправильная.

Вот как в школе учили:
Есть вращающееся тело (литосфера). Она имеет момент импульса. Есть метеорит который относительно центра тяжесть литосфера-метеорит тоже имеет момент импульса.
Момент импульса - сохраняющаяся физическая величина. И к тому же векторная.
Момент импульса = момент инерции * угловая скорость вращения.
Поскольку момент импульса сохраняется, то сумма до столкновения будет равна моменту импульса после столкновения.
Нам надо посмотреть, насколько изменится направление вектора угловой скорости литосферы.

Для сферы:
Момент импульса = (2/3 * масса сферы * квадрат радиуса) * угловая скорость

Для метеорита:
Момент импульса = (масса * квадрат прицельного расстояния) * (скорость / прицельное расстояние)
(тут можно сократить)
Что такое прицельное расстояние (прицельный параметр) объяснять?
Ну, собственно, здесь можно в качестве него брать радиус Земли и касательную составляющую скорости в момент столкновения.

В том примере момент импульса метеорита примерно в 1300 раз меньше, чем у сферы. Т.е., угол между старым и новым направлением оси вращения сферы изменится не более чем на 1/1300. Поэтому, не углубляясь в дебри тригонометрии можно сказать, положение оси на поверхности сместится максимум на смещение = радиус Земли / 1300 = 5 км Вот оценка смещения оси вращения литосферы (трение отсутствует).
Предположим, толщина 50 км. И размер метеорита тоже 50 км.
Отношение масс литосферы к метеориту будет: km = (4 * пи * 6300^2 * 50) / (пи / 6 * 50^3) = 64000
Отношение скоростей вращения литосферы к скорости метеорита (при 15 км/с) будет: kv = 15 / 0.46 = 33
Отношение момента импульса принесённом метеоритом к моменту импульса литосферы (коэффициент 3/2 учитывает геометрию) будет:
k = 3/2 * kv / km = 0.00076
Умножаем на радиус Земли и получаем смещение оси на: 0.00076 * 6300 = 4.8 км
Никакими тыщами здесь не пахнет.
PS. Про скорость метеоритов. Скорость столкновения с Землёй 50 км/с (до 70) могут иметь только чужие метеориты (не из солнечной системы) или метеориты очень сильно отклонённые какой нибудь большой планетой. Большинство (слегка отклонённые из пояса астероидов) будут иметь скорость столкновения 15...25 км/с.

Комментарии:
А. Склярова на комментарий:
Только для того, чтобы избежать неразберихи, и не запутывать читателя, - небольшое уточнение по оценкам на основе закона сохранения момента количества движения:
1. Естественно, что в своих оценках я беру то значение скорости метеорита, которое использовано у меня в статье - 100 км/сек, а не то значение, которое использует Седов.
2. Также иная величина используется мной и для толщины земной коры. Ее Седов берет равной 50 км, но это - максимальное ее значение. По имеющимся теориям и данным она варьируется более в пределах 5-30 км (50 лишь в некоторых местах континентальной коры). Причем 2/3 поверхности приходится именно на океаническую кору, где толщина всего 5-10 км. На основании всего этого я взял для упомянутых оценок
величину 10-15 км (а не 50 как у Седова).

> К формулам, которые написаны в статье я особенно не приглядывался, ленивый я.
г.Седов в силу своей лени (а может быть и недостаточного образования, о чем вполне ясно говорит и весь его дальнейший "комментарий") берется за некую "критику" того, во что он даже не удосужился вникнуть.

> Но насторожило использование некоторых фраз. "при достаточной силе удара данная касательная составляющая может служить причиной". А если сила хоть чуть-чуть меньше, чем "достаточная", то никакого смещения вообще не будет?
Опять тот же самый "приемчик": выдергивается часть фразы из контекста и придается ей тот смысл, которого там отродясь не было! Читатель получает впечатление, что у меня где-то (пусть и вне приведенного отрывка) высказывается подобная чушь...

> "характерное время процесса "проскальзывания" вполне можно принять за равное одним суткам". Его нельзя "принять", его надо точно знать (из справочника) или узнать (посчитать). Т.к. от него прямо пропорционально зависит результат.
Здесь целых два ляпа на одну фразу. Во-первых, г-ну Седову, видимо, вообще неизвестна процедура оценок: когда невозможно точно установить какую-то величину, вполне допустимо именно принять ее равной чему-то, лишь бы это что-то было в рамках разумного и реально возможного. Во-вторых, термин "прямо пропорционально" подразумевает вполне определенный математический формульный эквивалент. И если бы г-н Седов удосужился все-таки чуть внимательней присмотреться к приведенным формулам, то смог бы заметить, что зависимость от времени весьма далека от прямой пропорциональности.

> Вот как в школе учили:
И далее следуют некие "расчеты", выстроенные на основе закона сохранения момента импульса (количества движения), на основании которых получено некое "смещение" величиной 4,8 км. Я не знаю, кто учил г-на Седова и как он учился сам, но то, что приведено, к физике не имеет
никакого отношения
Во-первых, с помощью данного закона можно получить лишь приобретаемую корой скорость сращения. Хоть угловую, хоть линейную... Но никак не "смещение"!..
К чему относятся приведенные 4,8 км??? К смещению за секунду, за сутки, за год?..
Во-вторых, использование неких "коэффициентов" при потере физического смысла того, что пытаешься рассчитать, ни к чему хорошему, как правило, не приводит. Так и здесь. Нормальный формульный расчет по данному закону (даже опуская то, что сама постановка задачи в приведенных расчетах уже далеко не корректна) дает смещение порядка 12 градусов ЗА СУТКИ, что вполне согласуется по порядкам величин с моими оценками. Г-н Седов не удосужился даже нормально посчитать.
В-третьих:

> Скорость столкновения с Землёй 50 км/с (до 70) могут иметь только чужие метеориты (не из солнечной системы) или метеориты очень сильно отклонённые какой нибудь большой планетой. Большинство (слегка отклонённые из пояса астероидов) будут иметь скорость столкновения 15...25 км/с.

Г-н Седов, похоже, не знаком то ли с механикой, то ли с арифметикой.

1. Любому телу для преодоления притяжения Земли нужно иметь вторую космическую скорость - 11,2 км/сек. Аналогично, любое прилетевшее из космоса тело, падающее на Землю, за счет той же гравитации набирает ту самую вторую космическую скорость. Но это - для тела, имевшего начальную нулевую скорость движения относительно Земли.

2. Любое тело в Солнечной системе не стоит на месте. Как и Земля, которая движется со скоростью порядка 30 км/сек по своей орбите, что для любого тела, движущегося навстречу Земле в обратном направлении, дает еще дополнительные 30 км/сек относительно Земли (а именно относительно Земли нас эта скорость и интересует).

3. Для того, что тело двигалось хотя бы по орбите Земли, оно должно иметь те самые 30 км/сек. Если же оно прилетает с внешней (относительно Земли) орбиты, его скорость еще выше.Таким образом, для тела, движущегося навстречу нашей планете, легко получаем как минимум 70 км/сек. Поскольку речь идет об оценке принципиальной возможности процесса, то учитывать какие-то иные возможности с меньшими скоростями - вовсе не обязательно. Эти варианты просто не интересуют. И среднестатистические показатели в оценках уникальных (единичных) событий не играют никакой роли.

Безграмотность г-на Седова - его личное дело. И в конце концов, меня бы это нисколько не трогало, если бы его "расчеты" остались в рамках форума (откуда, судя по всему Вы их взяли). Если бы Вы хотя бы заглянули в мою Гостевую и ее архивы, то могли бы увидеть, что процесс
проскальзывания в моей модели уже давно "протестирован" на гораздо более серьезном и детальном уровне, вплоть до "тонкостей" процесса - распространения ударных волн в коре. И не полагаться на мнение "плохого школьника" - г-на Седова.

А теперь дополнение и уточнение к картине катаклизма....