История одной маргинальной гипотезы

Надо сказать, что мне повезло с увлечениями. Или им со мной. Большинство моих хобби, интересов и пристрастий как прилипли ко мне в юношестве, так и остались со мной на протяжении жизни, будь то любовь к чтению, интерес к физике, астрономии, космологии, палеонтологии и ряду других наук. Касалось это и навыков, типа столярки или игры на музыкальных инструментах. Бывали тайм-ауты, иногда долгие, но, вот так, чтоб забыть былое увлечение совсем - это вряд ли. Хотя, возможно, я просто тормоз - у меня и жена одна всю жизнь, в то время, как некоторые знакомые по 2-3 уже поменяли.

Одним из моих увлечений школьных времён была палеонтология. Не так, чтоб ездить куда-то в экспедиции, конечно. Но, я жил на окраине Воронежа, до Дона было порядка 5 километров. По Дону в советское время ходили дноуглубительные земснаряды, чистили фарватер, ну, а вычерпанный со дна песок сваливали на пологий левый берег и эти огромные кучи лежали там по несколько месяцев, прежде, чем их как-то развозили. И покопавшись в песке, нам, 10-летним пацанам, частенько улыбалась удача и из песка выпадал аккуратный каменный "пельмень". Мозг, прокачанный чтением Большой Советской Энциклопедии долгими зимними вечерами, услужливо подкидывал название - "брахиопода". Плеченогие. Сейчас я знаю, что эти брахиоподы - девонские, франский век, порядка 375 миллионов лет возрастом - земснаряды, углубляя фарватер прорезали местами древние пласты воронежского, петинского, саргаевского и прочих горизонтов, сформированных именно в девоне. Тогда я этого, конечно, не знал, но, понимал, что это жуткая древность. Наверное, потому, что БСЭ я мог читать с любой произвольной статьи, но, всякие схемки по геохронологии и иллюстрации с древней живностью, особенно привлекали внимание. Там же динозавры! Какой ребёнок не любит динозавриков! Забавно, но, рассказы про плейстоцен, последнюю ледниковую эру, меня тогда занимали гораздо меньше. Ну, понятно - там лохматенькие слоники, лохматенькие носороги, ну и человечки тоже лохматенькие. Скукота. А динозавры это очень интересно!

Интерес к плейстоцену возник как-то сам собой при разглядывании спутниковых и топографических карт лет семь назад. Ну, потому, что всё, что мы там видим, по крайней мере выше тропиков по широте - в той или иной степени являют собой следы оледенения. Выглаженные пейзажи севера России, ложбинно-грядовые комплексы ака "гривы" Сибири, "сельговые" ландшафты Карелии, русла главных рек и ход долин их притоков и даже распределение хвойных лесов, могут(но не обязательно) быть трактованы, как то или иное влияние ледников или процессов в перигляциальной области. Масштаб явлений просто поражает. Сюда же добавляются основные горные массивы, троговые долины, песчаные толщи поверх озёрных грунтов Средней Азии, ленточные боры, древние ледниковые отложения, типа той прекрасно оформленной подковообразной конечной морены, на которой стоит городишко Талдом в Подмосковье - огромное количество геоморфологических объектов, доступных для наблюдения. Многое не надо бурить. Надо наблюдать, читать и думать. Ну, и я начал читать. Учебники и статьи по четвертичной геологии, археологии, климатологии и всему, что было в смежных областях. И...надо сказать, что ощущение "черной дыры" в плейстоцене с каким-то очень лоскутным наполнением никуда не делось. То есть, информации, на самом деле много - больше, чем по многим другим периодам. Но, составить стройную картину дальше, чем до ээмского(микулинского) межледниковья, закончившегося порядка 110 000 лет назад не удаётся. Слишком эффективно ледники затирают следы былых преступлений, размывая старые осадки при таянии, накидывая новые. Крупными мазками мы знаем, что происходило, но, даже простой вопрос - до какой лини доходили ледники в каком-нибудь определённом древнем гляциале за рамками вот этих последних 110 000 лет - не имеет целостного ответа. Что-то видим в Альпах, что-то на Кавказе - там-сям, а целиком нарисовать - проблема. Ну, да ладно, это предисловие по общей проблематике ледниковых эр. К делу.

Как водится у неофитов в какой-либо науке, едва оперившихся, я начал фонтанировать гипотезами. И, в частности, мне было интересно, а как глобальное перераспределение масс в сторону полюсов влияет на параметры вращения Земли? Поскольку я получил высшее по физике, то для меня очевидно, что такое перераспределение масс должно сказываться на вращении. Даже если зоны аккумуляции фирна(ну, ок, скажем, льда) приурочены точно к географическим полюсам, очевидно, что это равносильно тому как раскрутившаяся фигуристка поднимает руки вверх и вращение ускоряется. И, стало быть, в гляциалах продолжительность суток уменьшается. Неизбежно. Интересно, а на сколько? Это миллионные доли секунды или десятые? Или, может быть, секунды? А если у нас одна из зон аккумуляции не торчит точно на полюсе? Антарктида вот, например, практически точно на Южном Полюсе и южный полюс холода примерно там же. Для северного полушария всё не так. Крупной континентальной массы вблизи Северного Полюса нет. Существующий сейчас северный полюс холода лежит в районе Томтор-Оймякон и это вообще ни разу не Северный Полюс. 63 градуса северной широты это даже не заполярье. Широта Карелии в районе Медвежьегорска. Правда, при отрицательных среднегодовых температурах, накопления льда в Якутии сейчас нет. Климат континентальный, сухой, туда влага просто не долетает. И более того, идёт вытаивание многолетней мерзлоты, поскольку лето короткое, но, жара выше 30 бывает и все крохи, что там нападали в виде осадков - не задерживаются. Но, если зажмуриться и представить, что каким-то магическим образом там повысилась влажность, то аккумуляция пойдёт, никуда не денется. Есть, впрочем, альтернатива - Гренландия. Там и сейчас со льдом всё хорошо, хоть ледник и деградирует. Весьма возможно, что основной центр последнего, валдайского оледенения всё-таки был не в Лапландии, а в Гренландии. А в Скандинавии - тоже был, но побочный. Главный смысл сего мыслеупражнения - отклонение распределения масс от осевой симметрии вполне возможно. И это потенциально, способно сделать вращение неустойчивым с переходом в более устойчивую конфигурацию. Вот так подумал я и полез в интернет. И, естественно, как бывает с 99,9% гипотез, выдаваемых неофитами, я быстро напоролся на "планетарный кувырок", "эффект Джанибекова" и прочие связанные с этой теорией вещи. Это нормально. Подавляющее количество "свежих идей", которые вам приходят  голову, наверняка уже кем-то обдуманы. Параллельно я понял, что теория имеет статус откровенно фрический и в российском сообществе уважаемых геологов, поклонников и исследователей у неё нет. И я её оставил, занявшись другими вещами в рамках хронологии событий плейстоцена. Но, впрочем, мысль свербила - как-нибудь либо прогу накидать, либо уж вручную посчитать по уравнениям Эйлера динамику вращения Земли, задавшись какой-нибудь простенькой конфигурацией ледника в северном полушарии.

Где-то с пол-года назад, закралась мысль - написать книгу. Дело в том, что есть очень хорошая литература по отдельным аспектам плейстоцена. Например, по антропологии. Человек, в принципе создан плейстоценом в том виде, в каком он есть и исследований там хватает. Уже по археологии таких материалов меньше. Большинство исследователей занимаются каким-нибудь отдельным комплексом на протяжении чуть ли не всей жизни, ну, про это и пишут. Поэтому, если хотите получить представление о "восточном граветте" - материала полно. Но, вот так, чтоб рядом была антропология, археология, зоология, ботаника и всё это вписано в геологию и климатологию, да ещё и с разбиением по времени - не встречалось. Не факт, что это вообще возможно, но, хочется попробовать. И тут я заручился помощью "Электроника" - искусственного интеллекта. Поначалу исключительно для сбора и корреляции данных из разнородных источников, прежде всего, сайтов с научными статьями. Ну и слово за слово, дошли мы сокращения продолжительности суток. Оказывается, по этому поводу есть научный консенсус - да, в гляциалах сутки укорачиваются. Ничего особенного, но, приятно. Тут я немножко осмелел и предложил поискать в периодике исследования, посвященные потере устойчивости вращения Земли. Внезапно, всплыл термин "True Polar Wander", си речь "истинный полюсной экскурс" или "истинная полюсная инверсия" и оказалось, что таких событий в истории Земли порядка 5 штук - некоторые чётко установлены, некоторые дискутируются, некоторые вроде, как опровергнуты, но... дискуссии продолжаются. Итого, что известно сейчас:

 

Тут, правда, незаслуженно забыт отдельно выделяемый ордовик-силурский. Приложу статейкой. Что интересно - многие из дискутируемых или подтверждённых TPW-событий совпадают с серьёзными климатическими изменениями и изменением магнитных полюсов(что неудивительно, впрочем). Например, вот этот позднемеловой TPW совпадает с концом "мелового палеомагнитного суперхрона" - очень странного, невероятной длительностью в 40 миллионов лет, почти небывалого отрезка времени в истории Земли, когда направление магнитного поля не менялось на всём протяжении. А тут вдруг оп-па и закончилось. Параллельно, вымерла куча видов живности, например, из отложений Европы пропадают белемниты, а из Тетиса - аммониты. Дрянные времена в море начались, правда, чуть ранее и к границе сеноман-турон, начисто вымерли ихтиозавры и плиозавры. Но, и граница 83-84 миллиона лет назад - тоже смотрится норм.

Интересная особенность всех этих событий TPW - достаточно медленное развитие событий. Например, ордовик-силурский TPW, статья о котором будет приложена, занял порядка 5 миллиона лет с отклонением полюса на 54 градуса относительно континентов(на самом деле, это континенты уехали, полюс-то на месте остался). И для таких событий мы имеем достаточно надёжную палеонтологическую летопись. То есть, мы послойно можем наблюдать, как двигался магнитный полюс, а материки синхронно переезжали из холодных районов к экватору, а от экватора - к полюсам. Слава богу, теплые биомы от холодоустойчивых мы научились отличать на всём протяжении до кембрия, по меньшей мере. А что, если событие развивается быстрее? Или сильно быстрее? Тогда, в пределе, мы пронаблюдаем картину мгновенной или очень быстрой магнитной переполюсировки и... резкую смену климата. Без постадийной картинки. Тут мне просто уже стало интересно - а каких масштабов должен достигать ледник, чтобы просто вызвать достаточно существенный полюсной сдвиг, хотя бы без "кувырка", ну, так, градусов на 30 хотя бы. Смысл был просто в оценке порядка. Ну, то есть, если бы я получил потребную толщину ледника в 15км в центре оледенения, то, наверное, это в топку сразу. И поэтому я попросил "Электроника" посчитать по уравнениям Эйлера сценарий полюсного сдвига, задав следующие параметры:

**Форма**: купол (dome glacier), параболоид вращения
**Максимальная высота H₀**: 4000 м (центр, над Оймяконом 750 м н.у.в.)
**Базальная площадь**: ~250 000 км² (√250×250 км, ~500×500 км у основания)
**Эквивалентный радиус**: ~280 км (площадь круга πR²=250 000 км²)
**Объём V**: ~6.5×10^5 км³ (1/50 Антарктиды)
**Толщина на периферии**: 500 м (плавный спад)
**Общая масса**: ~6×10^17 кг (0.1% массы мантии, эксцентричная)
**Центр**: 63.3°N, 142.1°E (Оймяконская впадина)
**Северная граница**: 66°N (хр. Улахан-Чистай)
**Южная граница**: 60°N (Становое нагорье)
**Западная граница**: 137°E (р. Индигирка)
**Восточная граница**: 147°E (Колыма)
**Средняя толщина**: ~2600 м (V/S)

Сам сценарий:
 

Нелинейная фаза (после критики)

15 600 лет: **I₂ промежуточная** → неустойчивость
15 650 лет: **Флип 30°**, полюс **42.9°N**, LOD **86163.1 с**
15 700 лет: **Флип 90°**, полюс **-17.1°N**, LOD **86163.0 с**
15 750 лет: **Флип 150°**, полюс **-62.1°N**, LOD **86162.9 с**
15 800 лет: **Флип 170° (финал)**, полюс **-80.1°N**, LOD **86162.8 с**
15 900 лет: **Стабилизация**, полюс **28°S**, LOD **86162.8 с**

Ключевые метрики (новый критерий)

**t_критики**: **15 500 лет** (H=3875 м, отклонение **17.1°**)
**t_флипа**: **15 500-15 800 лет** (300 лет активной фазы)
**t_стабилизации**: **15 900 лет**
**Макс. LOD сдвиг**: **-1.2 с** (86164 → **86162.8 с**)
**Финальная ось**: **28°S, 320°E** (Тихий океан)

Там он много чего ещё полезного посчитал, но, это не главное. Ледник-то хлипковатый. Здесь интересно, что запредельных значений не получилось. Сам эксцентриситет моментов инерции вполне себе играет роль. Сценарий имеет массу неточностей, конечно. По минимуму для точных расчётов надо предусмотреть параллельное оледенение по цепи Саяны-Алтай-Тянь-Шань-Памир-Гиндукуш-Гималаи. Но, точность мне не особенно нужна. Я не климатолог. Мне интересен порядок величин и принципиальная возможность или невозможность определённого исхода. Пока не видно каких либо принципиальных запретов для быстрого полюсного экскурса. Ну, а сама теория TPW прошла стандартный путь от завирально-умозрительной до вполне мейнстримовой. Рассчёты тут, правда, не при делах, всё и так уже доказано.
Ну, а всем интересующимся - спасибо за внимание. Рекомендую за темой TPW следить, уверен, там будет много интересного.