Гипотеза расширяющейся Земли

Расширяющаяся Земля () — отвергнутая современной наукой гипотеза, допускающая, что положение и относительное движение материков в основном вызвано увеличением объёма планеты Земля. Гипотеза начала развиваться в начале и середине XX века. Основным аргументом расширения Земли является наблюдение, что континенты по своим контурам способны собираться обратно в шар приблизительно вдвое меньшего диаметра (см. схему).

История

Ранее существовала противоположная гипотеза — контракционная гипотеза, в которой геологические и географические особенности объяснялись сжатием Земли.

Несмотря на то, что гипотезы расширяющейся или сжимающейся Земли признавались отдельными учеными, они были признаны большинством учёных устаревшими после развития теории тектоники плит в 1960—1970-х годах, ставшей практически общепринятой.

Однако, по мнению геотектониста В. В. БелоусоваТруды и дни Владимира Владимировича Белоусова. (1907—1990): К 100-летию со дня рождения / Составитель Л. И. Иогансон. М.: ИФЗ РАН, 2007. C. 198.,«… возникнет другая „мода“, а именно, представление о расширении Земли. Видимо это направление займёт своё место в очереди после „тектоники плит“».

По измерениям Земли в проектах DORIS, GPS, GRACE, РСДБ изменения радиуса Земли в XXI веке не происходит (погрешность измерений не превышает 0,2 мм в год).NASA Research Confirms it’s a Small World, After All // JPL, NASA, August 16, 2011 По палеомагнитным и палеологическим данным радиус Земли не претерпевал значительных изменений как минимум на протяжении последних 400—600 миллионов лет..

Варианты гипотезы Существует три основных варианта гипотезы расширяющейся Земли: Масса Земли оставалась постоянной, следовательно, сила тяжести на поверхности уменьшалась со временем; Масса Земли возрастала одновременно с увеличением объёма, сила тяжести на поверхности изменялась слабо; Гравитационная постоянная G в прошлом была больше, соответственно, Земля расширялась с уменьшением GJohn A. Jacobs, The Earth’s Core — Academic Press, 1987. International geophysics series (ISSN 00746142), vol 37, ISBN 0-08-095980-6. Глава 2.6 Variation of the Gravitational Constant G with Time , страницы 126—129.

Расширение Земли с постоянной массой Во время второй экспедиции корабля «Бигль» в 1834—1835 годах Чарльз Дарвин, один из известных геологов Англии, предположил, что произошедшее в прошлом расширение Земли могло бы объяснить возвышение суши в Южной Америке, которое привело к образованию Анд и ступенчатых плато в Патагонии. Однако уже в 1835 году он отказался от этой идеи, предположив, что одновременно с ростом гор происходило опускание океанского дна .

В 1889 и 1909 годах итальянский геолог Роберто Мантовани опубликовал гипотезу расширения Земли и дрейфа континентов. Он предположил, что единый континент покрывал всю поверхность Земли, когда она имела меньший размер. Тепловое расширение привело к вулканической активности, которая разделила суперконтинент на несколько меньших континентов. Эти континенты дрейфовали друг от друга за счёт дальнейшего расширения планеты, происходившего в тех зонах, где в настоящее время находятся океаны. Хотя Альфред Вегенер отметил некоторое сходство этих идей с его собственной теорией дрейфа материков, он не считал, что причиной дрейфа является расширение Земли, как полагал Мантовани See Online version in German..

Компромисс между гипотезами расширяющейся Земли и гипотезой контракции (сжатия планеты) пытался предложить ирландский физик Джон Джоли, назвавший своё предложение «theory of thermal cycles» (теория тепловых циклов). По его мнению, поток тепла от радиоактивного распада изотопов внутри Земли превосходит охлаждение Земли. Вместе с британским геологом Артуром Холмсом Джоли выдвинул гипотезу, согласно которой Земля отводит избыточное тепло за счёт периодического расширения. Это расширение приводит к увеличению трещин, которые заполняются магмой. После фазы расширения наступает фаза охлаждения, в которой магма застывает, а Земля уменьшается.

Австралийский геолог Сэмюел У. Кэри выступал с поддержкой теории расширения Земли с 1950-х годов (когда теория тектоники плит ещё не была достаточно развита, чтобы объяснить движение континентов) до конца 1990-х , отрицая возможность субдукции и других явлений, объясняющих процессы спрединга и судьбу создаваемой в срединно-океанических хребтах океанической коры. Американский геолог , изучавший Срединно-Атлантический хребет, изначально поддержал идеи Кэри о расширении Земли, но позже изменил своё мнениеOreskes, Naomi, 2003, Plate Tectonics: An Insider’s History Of The Modern Theory Of The Earth, Westview Press, p. 23, ISBN 0-8133-4132-9Frankel, Henry, The Continental Drift Debate, Ch. 7 in Scientific controversies, p. 226, 1987, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-27560-6. Многие сторонники гипотезы расширяющейся Земли после 1970-х годов были вдохновлены идеями Кэри.

Увеличение массы Земли Гипотезы трансмутации — превращения гипотетического субстрата в обычное вещество.

В 1888—1889 годах русский инженер и естествоиспытатель Иван Осипович Ярковский предположил, что какие-то виды всепроникащего эфира могут поглощаться внутри Земли и трансмутировать в новые химические элементы, приводя к расширению планет и иных небесных тел. Это предположение было тесно связано с его (кинетической гипотезой всемирного тяготения). Тезисы Отта Кристофа Хилденберга (1933, 1974) и Николы Теслы (1935) также основывались на поглощении эфира или других форм энергии и их трансформации в обычную материю.

Начиная с 1956 года Сэмюэл У. Кэри также предположил возможность какого-либо механизма увеличения массы в планетах и заявил, что окончательное решение этой проблемы возможно только в космологической перспективе в связи с расширением Вселенной.

В адунационной модели Казанского Б. А. увеличение массы планеты связано с «мягкой» аккрецией двух небесных тел — Пангеи и Панталассы в конце перми — начале триаса на поверхность Земли.

Уменьшение гравитационной постоянной Поль Дирак предположил в 1938 году, что универсальная гравитационная постоянная за миллиарды лет существования вселенной могла уменьшиться. Эта идея позволила немецкому физику Паскуалю Йордану модифицировать общую теорию относительности и предположить в 1964 году, что все планеты постепенно расширяются. В отличие от большинства других объяснений расширения, это оставалось в рамках физически допустимой теории. Однако измерения возможных вариаций гравитационной постоянной показали, что верхний предел её относительного изменения составляет 5∙10−12 в год, исключив объяснения Йордана.

Научный консенсус В рамках гипотезы расширяющейся Земли не было предложено правдоподобных и проверяемых механизмов расширения. В 1960-х развитие теории тектоники плит и открытие субдукции привело к признанию тектоники мировым научным сообществом в качестве основной парадигмы геологииКузьмин М. И., Корольков А. Т., Дриль С. И., Коваленко С. Н. Историческая геология с основами тектоники плит и металлогении. — Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2000. — С. 5-18. Глава 1.1. Развитие представлений о тектонике плит .

Существуют аргументы, свидетельствующие против гипотезы расширяющейся Земли:

Измерения при помощи современных высокоточных геодезических технологий показывают, что в настоящее время Земля не изменяет свой радиус (с точностью до 0,2 мм в год). Измерение движений тектонических плит и зон субдукций при помощи различных геологических, геодезических и геофизических методов поддерживают теорию тектоники плитFowler (1990), pp 281 & 320—327; Duff (1993), pp 609—613; Stanley (1999), pp 223—226. Палеомагнитные данные свидетельствуют, что радиус Земли 400 миллионов лет назад составлял 102 ± 2.8 процента от текущего радиуса Schmidt, P. W. and Clark, D. A. (1980), The response of palaeomagnetic data to Earth expansion, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 61: 95-100, 1980, . Оценки момента инерции Земли по палеозойским породам свидетельствуют о том, что за последние 620 миллионов лет не происходило значительного изменения радиуса Земли . Согласно исследованиям Фрэнсиса Бёрча (Francis Birch, 1968), даже при изменении гравитационной постоянной G в 2 раза, радиус Земли изменился бы примерно на 370 км<ref name="FBirch.1968.G.change">Francis Birch, «On the possibility of large changes in the Earth’s volume» // Physics of the Earth and Planetary Interiors, Volume 1, Issue 3, April 1968, Pages 141—147 PII 0031920168900010, doi:10.1016/0031-9201(68)90001-0: «For the ``real Earth having chemically distinct mantle and core, the increase of radius for a decrease of the gravitational constant from 2G to its present value G is about 370 km; this is a greater change of G than is allowed by other considerations.»</ref> При этом, по современным данным относительное изменение постоянной G намного ниже и не превышает ~10−11−10−12 в годvan Flandern, T. C., Is the Gravitational Constant Changing // Astrophysical Journal, Vol.248, P. 813, 1981, BCode 1981ApJ…248..813V, doi:10.1086/159205: results indicate that G'/G = (-6.4±2.2)x 10−11 yr−1J. P. W. Verbiest et al., Precision Timing of PSR J0437-4715: An Accurate Pulsar Distance, a High Pulsar Mass, and a Limit on the Variation of Newton’s Gravitational Constant // The astrophysical journal, 2008, Volume 679 Number 1, doi:10.1086/529576: «limit on the variation of Newton’s gravitational constant, |Ġ/G| ≤ 23 × 10−12 yr−1.». Если бы в прошлом континенты находились в более тесном контакте, то мировые воды не умещались бы в русла океанов и планета была бы полностью покрыта мировым океаном, что сделало бы невозможным существование ископаемых сухопутных животных. Если бы в прошлом было меньше и самой воды, это сделало бы невозможной жизнь на Земле в привычном её понимании.

Сторонники

Отт Кристоф Хильгенберг предложил одну из моделей расширяющейся Земли в 1933 году в своей работе «Vom wachsenden Erdball»О работах Хильгенберга — Ott Christoph Hilgenberg in twentieth-century geophysics () // Глава из книги Scalera, G. and Jacob, K.-H. (eds.), 2003: «Why expanding Earth? — A book in honour of O.C. Hilgenberg». — INGV, Rome, страницы 25-41 — , ASIN: B00551M73W. В частности, он предполагал, что масса Земли увеличивается за счёт трансформации эфираRichard John Huggett, The Natural History of Earth: Debating Long-Term Change in the Geosphere and Biosphere  — Taylor & Francis, 2006 — ISBN 978-0-203-00407-4 — page 31:"Ott Christoph Hilgenberg, in his book Vom wachsenden Erdball (1993), maintained that the volume of the Earth and its mass are increasing, the extra mass coming from the transformation of aether!". Сэмюел Кэри, австралийский геолог, развивал гипотезу расширяющейся Земли в послевоенные годы, но при этом внёс значительный вклад в признание теории дрейфа материков. Нил Адамс — художник с теорией «Growing Earth-Growing Universe» , в которой прирост массы происходит путём выдуманного Адамсом гипотетического процесса производства пар электрон-позитрон в ядре Земли и других космических тел . Карл Лукерт — американский геолог, автор книг, отстаивающих эту гипотезуLuckert K. W. Spread and Growth Tectonics: The Eocene Trandition. 2d ed. Portland: Triplehood Publ., 2016. xvi, 155 p.. В. Н. Ларин — российский геолог, автор металлогидридной теории строения Земли, в своей книге «Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)», выпущенной в 2005 году, заявил, что Земля обязана испытывать существенное расширениеЛарин В. Н. Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли) . М. «Агар» 2005, — 248 с., табл., илл.Гидридная Земля геолога Ларина Никонов Александр Петрович, Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и её обитателей — Спб, 2008, ISBN 978-5-93196-875-9; ISBN 978-5-388-00282-2 . В. В. Кузнецов — доктор технических наук, геофизик, профессор, автор модели горячей расширяющейся Земли.