Исторические глобусы Хильгенберга [1]Возможная реконструкция континентов, граничащих с Атлантическим (левая колонка) и Тихим (правая колонка) океанами, как они могли выглядеть в разные моменты истории, с использованием гипотезы расширяющейся Земли, основанной на реконструкциях сторонника расширяющейся Земли Нила Адамса.
Расширяющаяся Земля или растущая Земля была гипотезой, пытающейся объяснить положение и относительное движение континентов увеличением объема Земли . С признанием тектоники плит в 20 веке эта идея была отвергнута. [2] [3] [4] [5] [6]
Различные формы гипотезы
Расширение с постоянной массой
В 1834 году во время второго плавания HMS Beagle Чарльз Дарвин исследовал ступенчатые равнины с приподнятыми пляжами в Патагонии , которые указали ему, что огромная территория Южной Америки была «поднята до своей нынешней высоты последовательностью возвышенностей, которые действовали на все это пространство с почти одинаковой силой». В то время как его наставник Чарльз Лайелл предположил, что силы, действующие вблизи коры на меньших участках, Дарвин выдвинул гипотезу, что поднятие в этом континентальном масштабе требует «постепенного расширения некоторой центральной массы» [Земли], «действующей через интервалы на внешнюю кору», при этом «возвышения являются концентрическими с формой шара (или, безусловно, почти таковыми)». В 1835 году он расширил эту концепцию, включив Анды как часть изогнутого расширения земной коры из-за «действия одной связанной силы». Вскоре после этого он отказался от этой идеи и предположил, что по мере того, как горы поднимались, дно океана опускалось, объясняя образование коралловых рифов . [7]
В 1889 и 1909 годах Роберто Мантовани опубликовал гипотезу расширения Земли и дрейфа континентов. Он предположил, что закрытый континент покрывает всю поверхность меньшей Земли. Тепловое расширение вызвало вулканическую активность, которая разбила сушу на более мелкие континенты. Эти континенты отдалились друг от друга из-за дальнейшего расширения в зонах разломов, где в настоящее время находятся океаны. [8] [9] Хотя Альфред Вегенер заметил некоторое сходство со своей собственной гипотезой дрейфа континентов , он не упомянул расширение Земли как причину дрейфа в гипотезе Мантовани. [10]
Компромиссом между расширением Земли и сжатием Земли является «теория тепловых циклов» ирландского физика Джона Джоли . Он предположил, что тепловой поток от радиоактивного распада внутри Земли превосходит охлаждение внешней части Земли. Вместе с британским геологом Артуром Холмсом Джоли предложил гипотезу, согласно которой Земля теряет свое тепло в результате циклических периодов расширения. По их гипотезе, расширение вызывало трещины и стыки во внутренних частях Земли, которые могли заполняться магмой . За этим следовала фаза охлаждения, когда магма замерзала и снова становилась твердой породой, заставляя Землю сжиматься. [11]
Массовое добавление
В 1888 году Иван Осипович Ярковский предположил, что некий вид эфира поглощается Землей и преобразуется в новые химические элементы, заставляя небесные тела расширяться. Это было связано с его механическим объяснением гравитации . [12] Также тезисы Отта Кристофа Хильгенберга (1933, 1974) [13] [14] [15] и Николы Теслы (1935) [16] основывались на поглощении и преобразовании эфирной энергии в обычную материю.
Сэмюэл Уоррен Кэри
Первоначально поддержав идею дрейфа континентов, австралийский геолог Сэмюэл Уоррен Кэри отстаивал идею расширения с 1950-х годов (до того, как идея тектоники плит стала общепринятой) до своей смерти, [17] утверждая, что субдукция и другие события не могут уравновесить расширение морского дна в океанических хребтах , и описывая еще нерешенные парадоксы, которые продолжают преследовать тектонику плит. [18] Начиная с 1956 года, он предложил своего рода увеличение массы планет и сказал, что окончательное решение проблемы возможно только посредством космологических процессов, связанных с расширением Вселенной . [19]
Брюс Хизен изначально интерпретировал свою работу по Срединно-Атлантическому хребту как подтверждение теории расширяющейся Земли С. Уоррена Кэри, но позже отказался от ее поддержки, окончательно убедившись в данных и анализе своей помощницы Мари Тарп . [20] [21] Оставшиеся сторонники после 1970-х годов, такие как австралийский геолог Джеймс Макслоу, в основном вдохновлялись идеями Кэри. [17] [22]
На сегодняшний день не было предложено научного механизма действия для этого добавления новой массы. Хотя Земля постоянно приобретает массу за счет накопления камней и пыли из космоса [23], такое приращение, однако, составляет лишь мизерную часть увеличения массы, требуемого гипотезой растущей Земли.
Уменьшение гравитационной постоянной
Поль Дирак предположил в 1938 году, что постоянная всемирного тяготения уменьшилась за миллиарды лет своего существования. Это побудило немецкого физика Паскуаля Джордана в 1964 году предложить модификацию общей теории относительности , согласно которой все планеты медленно расширяются. Это объяснение считается жизнеспособной гипотезой в контексте физики. [ 24]
Измерения возможного изменения гравитационной постоянной показали верхний предел относительного изменения5 × 10 −12 в год, без учета идеи Джордана. [25]
Формирование из газового гиганта
Согласно гипотезе Дж. Марвина Херндона (2005, 2013), Земля произошла на своей протопланетной стадии от газового гиганта , похожего на Юпитер . Во время фаз развития молодого Солнца , которые напоминали фазы развития звезды типа Т Тельца , плотная атмосфера газового гиганта была сорвана инфракрасными извержениями Солнца. Остаток представлял собой каменистую планету. Из-за потери давления в ее атмосфере она начала бы прогрессирующую декомпрессию. Херндон рассматривает энергию, высвобождаемую из-за отсутствия сжатия, как первичный источник энергии для геотектонической активности, к которой была добавлена некоторая энергия от процессов радиоактивного распада. Он называет полученные изменения в ходе истории Земли названием своей теории Динамика декомпрессии всей Земли . Он рассматривал распространение морского дна на расходящихся границах плит как ее следствие. [26] По его мнению, конвекция мантии , используемая как концепция в теории тектоники плит, физически невозможна. Его теория включает в себя влияние солнечного ветра ( геомагнитные бури ) как причину инверсий магнитного поля Земли . Вопрос увеличения массы не рассматривается. [26] [27]
Основные аргументы против расширения Земли
Гипотеза так и не разработала правдоподобный и проверяемый механизм действия. [17] В 1960-х годах теория тектоники плит , изначально основанная на предположении, что размер Земли остается постоянным, и связывающая зоны субдукции с захоронением литосферы в масштабах, сопоставимых с расширением морского дна [17], стала общепринятым объяснением в науках о Земле.
Научное сообщество считает, что существенные доказательства противоречат теории расширяющейся Земли и что доказательства, используемые в ее поддержку, лучше объясняются тектоникой плит:
Измерения с использованием современных высокоточных геодезических методов и моделирование измерений с помощью горизонтальных движений независимых жестких пластин на поверхности шара свободного радиуса были предложены в качестве доказательства того, что Земля в настоящее время не увеличивается в размерах с точностью измерения 0,2 мм в год. [2] Основной автор исследования заявил: «Наше исследование дает независимое подтверждение того, что твердая Земля в настоящее время не увеличивается в размерах, в пределах текущих погрешностей измерений». [28]
Движения тектонических плит и зон субдукции, измеренные с помощью широкого спектра геологических, геодезических и геофизических методов, помогают проверить тектонику плит. [29] [4] [30]
Визуализация фрагментов литосферы внутри мантии свидетельствует о поглощении литосферы субдукцией. [4] [30]
Палеомагнитные данные были использованы для расчета того, что радиус Земли 400 миллионов лет назад составлял 102 ± 2,8 процента от современного радиуса. [31] [6]
Анализ данных палеозоя и момента инерции Земли показывает, что за последние 620 миллионов лет не произошло никаких существенных изменений радиуса Земли. [3]
^ Отт Кристоф Хильгенберг: Vom wachsenden Erdball . Берлин 1933 год.
^ ab Wu, X.; X. Collilieux; Z. Altamimi; BLA Vermeersen; RS Gross; I. Fukumori (8 июля 2011 г.). "Точность происхождения Международной земной системы отсчета и расширение Земли". Geophysical Research Letters . 38 (13): 5 стр. Bibcode : 2011GeoRL..3813304W. doi : 10.1029/2011GL047450 .
^ ab Williams, GE (2000), "Геологические ограничения на докембрийскую историю вращения Земли и орбиту Луны" (PDF) , Reviews of Geophysics , 38 (1): 37–59, Bibcode :2000RvGeo..38...37W, CiteSeerX 10.1.1.597.6421 , doi :10.1029/1999RG900016, S2CID 51948507, архивировано из оригинала (PDF) 24 декабря 2015 г. , извлечено 23 ноября 2007 г.
^ abc Bucher, K. (2005), «Голубые сланцы, эклогиты и декомпрессионные комплексы офиолитов Церматт-Саас: метаморфизм высокого давления субдуцированной литосферы Тетиса», American Mineralogist , 90 (5–6): 821–835, Bibcode : 2005AmMin..90..821B, doi : 10.2138/am.2005.1718, S2CID 129874595
^ Buis A.; Clavin W. (16 августа 2011 г.). «Исследования NASA подтверждают, что мир маленький». Архивировано из оригинала 3 января 2019 г. Получено 23 июля 2018 г.
^ ab Schmidt, PW; Clark, DA (1980). «Отклик палеомагнитных данных на расширение Земли». Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society . 61 : 95–100. Bibcode :1980GeoJ...61...95S. doi : 10.1111/j.1365-246X.1980.tb04306.x .
^ Герберт, Сандра (1991), «Чарльз Дарвин как потенциальный геологический автор», British Journal for the History of Science , 24 (2), Cambridge University Press: 159–192 [184–188], doi : 10.1017/S0007087400027060, JSTOR 4027165, S2CID 143748414 , получено 24 октября 2008 г., стр. 178, 184, 189, также Дарвин, CR Геологический дневник: Возвышение Патагонии. (5.1834) CUL-DAR34.40-60 Транскрибировано Кисом Рукмакером (Darwin Online), стр. 58–59.
^ Мантовани, Р. (1889), «Переломы земли и теории Лапласа», Бюллетень Общества наук и искусств Иль-де-ла-Реюньон : 41–53
^ Мантовани, Р. (1909), "L'Antarctide", Je M'instruis. La Science Pour Tous , 38 : 595–597.
^ Вегенер, А. (1966), Происхождение континентов и океанов , Courier Dover Publications, ISBN978-0-486-61708-4См. онлайн-версию на немецком языке.
^ Холь, Р. (1970), «Геотектонические гипотезы», Die Entwicklungsgeschichte der Erde. Brockhaus Nachschlagewerk Geologie mit Einem ABC der Geologie , Bd. 1 (4-е изд.): 279–321.
^ Ярковский, Иван Осипович (1888), Кинематографическая гипотеза вселенского тяготения и связи с образованием химических элементов , Москва{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Отт Кристоф Хильгенберг: Vom wachsenden Erdball . Берлин, 1933 г., стр. 29–35.
^ Тесла, Н. (1935), Расширяющееся Солнце однажды взорвется. Тесла предсказывает, Нью-Йорк: New York Herald Tribune – через WikiSource
^ abcd Огриссег, Джефф (22 ноября 2009 г.), «Догмы могут омрачить основное научное мышление», The Japan Times , архивировано из оригинала 3 марта 2015 г.
^ Кэри, С. Уоррен (1975). «Расширяющаяся Земля — обзор эссе». Earth-Science Reviews . 11 (2): 105–143. Bibcode : 1975ESRv...11..105C. doi : 10.1016/0012-8252(75)90097-5.
↑ Сэмюэл Уоррен Кэри (1988), Теории Земли и Вселенной: история догматов в науках о Земле (иллюстрированное издание), Stanford University Press, стр. 347–350, ISBN978-0-8047-1364-1
^ Орескес, Наоми , 2003, Тектоника плит: история современной теории Земли изнутри , Westview Press, стр. 23, ISBN 0813341329
^ Франкель, Генри, Дискуссия о континентальном дрейфе , гл. 7 в Scientific controversies , стр. 226, 1987, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-27560-6
^ Уиллс, Мэтью (8 октября 2016 г.). «Мать картографии океанического дна». JSTOR . Получено 14 октября 2016 г. Работая с данными по Северной Атлантике, она заметила то, что должно было быть разломом между высокими подводными горами. Это предполагало сейсмическую активность, которая тогда [была] связана только с [теорией] периферийного дрейфа континентов. Хизен позорно отверг идею своего помощника как «женскую болтовню». Но она была права, и ее размышления помогли оправдать теорию Альфреда Вегенера 1912 года о перемещении континентов. Однако имя Тарпа не упоминается ни в одной из ключевых статей, которые Хизен и другие опубликовали о тектонике плит в период с 1959 по 1963 год, что вывело эту некогда спорную идею в русло наук о Земле.
^ "Что ударяет по Земле? | Science Mission Directorate". Архивировано из оригинала 25 мая 2020 года . Получено 16 сентября 2016 года .
^ Джордан, П. (1971), Расширяющаяся Земля: некоторые следствия гипотезы тяготения Дирака , Оксфорд: Pergamon Press, Bibcode :1971eesc.book.....J
^ Борн, М. (2003) [1964], Die Relativitätstheorie Einsteins (теория относительности Эйнштейна) , Берлин-Гейдельберг-Нью-Йорк: Springer-издатель, ISBN978-3-540-00470-7
^ ab Herndon, J. Marvin (10 декабря 2005 г.) [30 июня 2005 г.]. "Динамика декомпрессии всей Земли". Current Science . 89 (11): 1937–1941. arXiv : astro-ph/0507001 . Bibcode :2005astro.ph..7001M. JSTOR 24111129.
^ Херндон, Дж. Марвин (4 июля 2013 г.). «Новая основа геонауки: динамика декомпрессии всей Земли». Журнал NCGT . Физика Корнеллского университета. arXiv : 1307.1692 .
^ В конце концов, мир тесен: Земля не расширяется, подтверждают исследования НАСА, ScienceDaily (17 августа 2011 г.)
^ ab Van Der Lee, Suzan; Nolet, Guust (1997), "Сейсмическое изображение субдуцированных отстающих фрагментов плиты Фараллон", Nature , 386 (6622): 266, Bibcode : 1997Natur.386..266V, doi : 10.1038/386266a0, S2CID 4340130
^ МакЭлхинни, М.У.; Тейлор, С.Р. и Стивенсон, Д.Дж. (1978), «Пределы расширения Земли, Луны, Марса и Меркурия и изменения гравитационной постоянной», Nature , 271 (5643): 316–321, Bibcode : 1978Natur.271..316M, doi : 10.1038/271316a0, S2CID 4258162
Библиография
Кэри, SW ; 1976: «Расширяющаяся Земля», Достижения в геотектонике (10), Elsevier, ISBN 0-444-41485-1 ; цифровое издание 2013: ASIN B01E3II6VY.
Кэри, SW ; 1988: «Теории Земли и Вселенной: история догматов в науках о Земле», Stanford University Press, ISBN 0-804-71364-2 .
Медиа, связанные с Expanding Earth на Wikimedia Commons