Чтение онлайн

Оттяните середину струны и отпустите ее. Колебания струны, усиленные резонатором (декой инструмента), породят звук. Но «состав» этого звука не простой.

Оказывается, колеблется не только вся струна, но и одновременно колеблются в отдельности ее части.

Струна в целом дает основной тон. Половинки струны, колеблясь быстрее, издают более высокий звук — так называемый первый обертон. Но и половинки половинок, или, иначе говоря, каждая из четвертей струны, также самостоятельно колеблясь, издают еще более высокий звук — второй обертон. Теоретически эти рассуждения можно продолжить до бесконечности. Важно уяснить, что полный звук струны складывается не только из основного тона, по и из всех обертонов — первого, второго, третьего и т. д. Однако чем больше номер обертона, тем меньше амплитуда колебаний соответствующей доли струны, а значит, тем слабее звук.

Этот небольшой экскурс в теорию струнных музыкальных инструментов мы затеяли неспроста. Дело в том, что, по гипотезе М. С. Эйгенсона, наше Солнце в некотором смысле подобно струне. Поясним, что имеется в виду, Когда-то, миллиарды лет назад, в недрах Солнца начал действовать тот самый протон-протонный цикл ядерных реакций, который поддерживает лучеиспускание Солнца и в наши дни. Переход к этому циклу, несомненно, сопровождался какой-то внутренней перестройкой. От прежнего состояния равновесия Солнце скачкообразно перешло к новому состоянию. И это, судя по всему, не осталось бесследным. Солнце «зазвучало» как струна, выведенная из состояния покоя. Конечно, слово «зазвучало» следует понимать в том смысле, что в исполинской массе Солнца возникли какие-то колебательные, ритмические процессы. Начались, по предположению М. С. Энгенсона, циклические переходы от активности к пассивности и обратно. Сохранившиеся и до наших дней эти давным-давно возникшие колебания выражаются в циклах солнечной активности.

Колебания солнечной активности, как и колебания струны скрипки, содержат обертоны.

Несомненно, что солнечных циклов больше, чем мы знаем. Но замечательно, что все они, по-видимому, могут быть сведены в единую систему. В самом деле, Брикнеров 33 летний цикл можно рассматривать как утроенный 11-летний. Это вполне логично — ведь действует же на Солнце 22-летний, «удвоенный» цикл. Вековой цикл (80 лет) близок к семикратному 11-летнему и т. д.

Разумеется, соотношения здесь не вполне точны. Но ведь и Солнце не вполне похоже на струну. Все колебания струны имеют точный период. Солнечные колебания — это циклические ритмы, в которых один цикл может сильно отличаться от другого, и лишь в среднем видна закономерность.

Если принять соблазнительную и весьма правдоподобную гипотезу М. С. Эйгенсона, все солнечные ритмы получают общее и убедительное объяснение. В самом деле, если Солнце подобно струне, значит, оно сразу, одновременно может «колебаться» с самыми разными периодами.

Вероятно, период в 200 миллионов лет между соседними эпохами оледенения в циклических колебаниях солнечной активности выполняет роль основного тона.

Изменения в этом случае крайне медлительны, но зато «амплитуда» колебаний земного климата весьма велика. Циклы же продолжительностью 1800 лет, 80 лет, 33 года, 22 года и, наконец, 11 лет — это лишь некоторые из обертонов, дополняющих основные колебания (мелкая «рябь» разного размера на основной волне). И во всех случаях главной причиной колебаний климата служит циклическая смена атмосферной циркуляции. Согласитесь, что нарисованная картина подкупает своей стройностью и единством плана.

До сих пор, говоря о воздействии Солнца на Землю, мы ограничивались лишь внешними оболочками планеты — ее магнитосферой и атмосферой. Между тем достоверно установлено, что Солнце будоражит буквально всю Землю — и океаны, и земную кору, и, наконец, даже целиком весь земной шар.

Советский исследователь И. В. Максимов, о работах которого мы уже говорили, одним из первых обнаружил, что в колебаниях уровня Мирового океана заметны 11-летние ритмы. Позже нашли, что океан четко реагирует и на вековые ритмы Солнца. Столь же внимательно «следит за Солнцем» и температура океанских вод. Так, например, в Фареро-Шотландском проливе на протяжении последних шести десятилетий с возрастанием солнечной активности всякий раз повышалась и температура воды. Меняются «в ритме Солнца» интенсивность и положения различных морских течений, в том числе Гольфстрима. В целом в периоды солнечной активности будоражится и океан — усиливается циркуляция воды, повышаются ее температура и уровень.

Казалось бы, твердая оболочка Земли, ее литосфера слишком прочна для того, чтобы реагировать на солнечную активность. Но это не так. Между атмосферой, гидросферой и литосферой нет непреодолимой грани. Все эти оболочки Земли взаимодействуют одна с другой.

Изменения в атмосфере и океане непременно отзовутся на земной коре и даже в глубинных областях Земли. Простой пример пояснит эту мысль.

Современное постепенное потепление Арктики заставит таять Скандинавские ледники. Талая вода стекает в океан, а облегченный Скандинавский полуостров медленно всплывает в той пластической подкорковой массе вещества, в которой плавают все материки. Медленное поднятие Скандинавского полуострова давно известно геологам. Но это геологическое событие вызвано в конечном счете колебаниями солнечной активности.

Известно, какую громадную роль в формировании земной поверхности играют процессы выветривания. Но ведь ветры и осадки зависят от характера циркуляции атмосферы, а эта последняя прямо связана с солнечными ритмами.

Еще в 1858 году впервые удалось подметить странную с первого взгляда связь. Оказывается, землетрясения тем сильнее и тем чаще происходят, чем больше на Солнце пятен. Казалось бы, здесь просто случайное совпадение, не больше. На самом же деле и эта связь вполне физически объяснима.

Вспомните виртуозов-конькобежцев, мастеров фигурного катания. Вот, остановившись, спортсмен закружился вокруг собственной оси. Пока он держит руки по швам, кручение получается очень быстрым. Но стоит ему раздвинуть руки в стороны, и скорость вращения быстро уменьшается.

Здесь действует известный закон механики. Чем ближе сосредоточена масса к оси вращения, тем больше (при прочих равных условиях) угловая скорость вращения.

Масса вращающегося тела при этом остается постоянной, меняется, как говорят физики, лишь момент инерции — величина, характеризующая распределение массы по отношению к оси вращения.

Солнце взбудоражило земную атмосферу. Произошло перераспределение воздушных масс. Значит, изменилось и положение этих масс относительно оси вращения Земли. Не удивительно, что Земля тотчас же среагирует на это, изменив скорость своего вращения.

Иногда эти переходы совершаются плавно, иногда резко. Но, по-видимому, всегда изменения в скорости вращения Земли сказываются и на распределении ее внутренних масс. Как резко затормозивший трамвай заставляет стоящих пассажиров сдвинуться с места, так «рывки» во вращении Земли приводят к возникновению трещин в земной коре, к пробуждению прежде дремавших вулканов. Так, разумеется в самых общих чертах, можно объяснить связь солнечной активности с землетрясениями.