<<<  МетаГалактическая Сеть Климат  на  Земле
  >   Аннотация Стр. 1

Предлагается новый сценарий климатических явлений на основе новой физической модели Земли, который позволит увеличить достоверность и долговременность прогнозов климата и стихийных бедствий.

ПРОЕКТ
Долговременное прогнозирование климата и стихийных бедствий
на основе новой физической модели Земли


           На основе глубокого анализа общепризнанных экспериментальных данных по физике Земли и ее теплового баланса предлагается новая модель источников тепла на Земле. В данной модели Земля представляется остывающей звездой, в ядре которой продолжаются процессы теплогенерации. На основе этой гипотезы рассматриваются волновые процессы в ядре Земли, которые за счет индукции существенно влияют на нагрев верхних слоев Земли и, соответственно, определяют климат и локальные стихийные процессы. На основе учета этих новых источников энергии необходимо пересмотреть модели теплового баланса на Земле. Это позволит делать долговременные прогнозы климатических изменений и локальных атмосферных катастроф.
На основе новой модели найдены макроквантовые законы для Земли. Показано, что ее внешнее ядро является квазиплазменным веществом, основной составляющей которого является атомарный водород сверхвысокой плотности. Потенциальная энергия сжатия этого вещества переходит в кинетическую энергию вращения Земли, кинетическую энергию вращения Луны вокруг Земли, кинетическую энергию движения воды в океанах, тепловую энергию нагрева мантии. Климат на Земле, наряду с солнечной световой энергией, определяется движением волн во внешнем ядре Земли. Эти волны посредством индукционных взаимодействий передают энергию мантии, коре, океанам и атмосфере.



 
  Наверх

  >   Введение Стр. 2


Введение

           Возраст Земли как планеты оценивается в 4,5 млрд. лет. О возникновении жизни на Земле и начальных этапах ее развития можно только строить гипотезы, но наиболее древние следы жизнедеятельности обнаружены в породах архея, возраст которых определяется от 2,6 до 3,5 млрд. лет. Они представлены остатками бактерий и сине-зеленых водорослей. При этом достоверно установлено, что на протяжении 3,5 млрд. лет жизнь на Земле не прерывалась. Отсюда следует, что светимость Солнца на протяжении этого срока существенно не менялась [1].
Недавно достоверно установлено, что 800 млн. лет назад температура на полюсах Земли была выше, чем на экваторе и в Антарктиде росли тропические леса. При этом установлено, что Антарктида за такой промежуток времени не смогла бы сдрейфовать с экватора на южный полюс [2]. Кроме того, циклы ледниковых периодов и структура вечной мерзлоты в северном и южном полушариях говорят о том, что Солнце непосредственно на эти процессы не влияет. Встает законный вопрос, как при одной и той же светимости Солнца и неизменном наклоне оси Земли относительно плоскости эклиптики мог так существенно меняться климат на Земле. Несомненно, за последние годы достигнуты значительные успехи в разработке численных моделей климата с учетом всех компонентов климатической системы "атмосфера - гидросфера - криосфера - биосфера". Чрезвычайная сложность моделей климата и многочисленность используемых в них схем эмпирической параметризации различных процессов затрудняют анализ адекватности моделей, особенно с точки зрения их применения для прогноза климата. До сих пор сравнение результатов численного моделирования климата с данными наблюдений остается весьма схематичным и неубедительным. [3] Кроме того, попытки метеорологов рассчитать долгосрочные прогнозы погоды с помощью современных суперкомпьютеров не дают положительных результатов. Говорить о таких явлениях, как ледниковые периоды или глобальные потепления вообще не приходиться. Ясно, что это связано не с мощностью компьютеров, а с неадекватностью выбранных моделей климатическим процессам на Земле. Ответить на эти вопросы возможно только, поменяв в принципе подход к строению самой Земли.


 
  Наверх

  >   Макроквантовые законы Земли   Стр. 3


Макроквантовые законы Земли

Известно [1], что Земля состоит из внутреннего ядра, внешнего ядра, мантии и коры. Внутреннее ядро имеет радиус 1 = 1217.1 км. Оно, по-видимому, состоит из газообразной субстанции, не пропускающей поперечных сейсмических (акустических) волн. Давление газа в нем составляет 3.6324 · 102 ГПа. Внешнее ядро имеет радиус 2 = 3485.7 км. Оно состоит из жидкой субстанции и имеет оценочную температуру 6200К, а плотность его составляет 13.0 г/см3 [4]. Далее располагается полужидкая мантия радиусом 3 = 6031 км, покрытая тонкой твердой корой с 4 = 340 км.


Рис.1. Внутренняя структура Земли  

Предположим, что так же, как и для Солнца [5], внешнее ядро Земли является водородной квазиплазмой, в которой действуют макроквантовые электромагнитные законы. По его внутренней поверхности могут распространяться волны, имеющие скорость:
1 =                                         (1)
          где  –  постоянная тонкой структуры, c – скорость света.
Кинетическая энергия такой волны соответствует температуре:
                    (2)
          где k – постоянная Больцмана, me – масса электрона.
Эта температура (2) соответствует температуре в центре Земли [1] и совпадает с цветовой температурой в центре диска Солнца [4].


 
  Наверх

  > Макроквантовые законы Земли  (продолжение) Стр. 4



Рис.2. Солнцеподобное ядро Земли  

Волна (1) имеет период обращения вокруг ядра:
= 17.523 с.                       (3)
Волна (1) в виде спектрального пика прекрасно регистрируется всеми сейсмическими станциями в океанах в диапазоне Pc3 (10–45с), а на суше кроме нее видна и вторая гармоника с периодом 8.76 секунд в диапазоне Рс2 (2–10с) [6]. Эти пики не имели ранее никакого теоретического объяснения, хотя суммарная энергия волн в этих диапазонах на порядки превышает суммарную энергию всех сейсмических волн Земли.


Рис.3. Акустический шум Земли  

Важно, что на частотах близлежащего диапазона Pc3 колеблется электромагнитное поле Земли [7]. Следовательно, энергия движения волны во внешнем ядре Земли должна передаваться как земной коре, так и ионосфере и непосредственно влиять на климат Земли. Такое влияние можно проследить на примере океанов.


 
  Наверх

  >   Макроквантовые законы Земли  (продолжение) Стр. 5

        Известно [8], что в воде выведенные из равновесия частицы будут совершать малые колебания около положения равновесия на частоте Вяйсяля fv. Причем частота колебаний будет зависеть как от глубины, так и от солености воды. Так, в северной части Тихого океана максимум fv находится на глубине от 100 до 200 м и равен 0.02 Гц, для экваториальной области на той же глубине fv = 0.06 Гц, что уже совпадает с частотой сейсмических волн Pc3 0.057 Гц и частотой геомагнитных пульсаций. Следовательно, энергия волн ядра Земли резонансным способом может передаваться непосредственно верхним слоям океана в основном в экваториальной области. Таким образом, над всей поверхностью океанов образуется своеобразный тепловой щит на глубине от 100 до 200 м. Этот щит спасает нас от глубинных холодных вод, имеющих среднюю температуру 3,8° С. Солнечные лучи нагревают только несколько десятков метров на поверхности воды и на глубину 100–200 метров они не могут проникнуть, а именно здесь сосредоточены основные источники тепла океана.


Рис.4. Глубинное распределение температур в океане  

По-видимому, движение некоторых волн во внешнем ядре Земли происходит в разнообразных направлениях. Это, в свою очередь, может привести к индуцированному течению океанских вод – например в виде течения Гольфстрим.
Если обратиться к далекому прошлому Земли, то можно обнаружить, что около 110 млн. лет назад средняя температура воды океанов составляла 23° С, а ее уровень был на 500 м выше нынешнего [9]. Это нельзя объяснить падением крупных космических тел на Землю, так как пылевые облака от взрывов рассеиваются в течение считанных лет. Это не могло стать причиной вымирания динозавров, которые вымирали в течение миллионов лет. Следовательно, вероятным источником изменения климата на Земле могут быть долгопериодические процессы в самом ее ядре или же эти изменения имеют космическое происхождение. С другой стороны, известно, что светимость Солнца не менялась последние 3 млрд. лет и не могла влиять на изменение климата на Земле [9].
Вернемся к нашей модели. Допустим, что движение квазиплазмы вдоль внутренней поверхности внешнего ядра Земли также вызывает движение ее электростатического поля [5]. Тогда концы векторов этого поля не могут двигаться в конденсированном теле (мантии) со скоростью большей c. Следовательно, конец радиус-вектора такого поля будет находиться на расстоянии:
= 6101.64 км.                   (4)
То есть, радиус-вектор заканчивается на глубине 270 км от поверхности Земли.


 
  Наверх

  >   Макроквантовые законы Земли  (продолжение) Стр. 6



Рис.5. Индукционный радиус-вектор Земли  

Применяя такую модель внутреннего строения Земли, можно найти решение парадокса, связанного с механизмом разогрева мантии Земли. Сначала считалось, что ее разогрев происходит путем простой диффузии тепла из ядра Земли, которое сохранилось с момента ее возникновения. Однако из-за малости коэффициента диффузии тепла в мантии от такой модели пришлось отказаться. Тогда перешли к конвективной модели: разогрев мантии происходит за счет передачи тепла путем локального перемешивания. В этом случае конвективные потоки должны были бы вызывать постоянные сильные землетрясения, что также не наблюдается. Прибегли к модели мантии, которая разогревается за счет радиоактивного распада долгоживущих изотопов U238, U235, Th232, K40. При такой модели разогрев мантии и ядра Земли должен был дать температуру в три раза меньше наблюдаемой. Такой разогрев должен был бы привести к радиоактивному загрязнению Земли за счет вулканической деятельности, что также не наблюдается [10].
В нашей модели разогрев происходит путем электромагнитной индукции, вызывающей тепловой разогрев мантии одновременно во всей ее толще. Это исключает механизмы диффузии и конвекции и одновременно радиоактивного загрязнения поверхности Земли.
Кроме того, небольшая диффузия водорода из внешнего ядра Земли через мантию позволяет объяснить механизм образования воды на Земле. Модель водородного ядра у Земли уже применялась ранее при попытке объяснения происхождения воды на Земле, но водородное ядро не учитывалось как источник энергии [11, c.90].
Используя предложенную модель, объясним образование магнитного дипольного поля Земли. Представим, что по внутренней поверхности внешнего ядра двигается в одном направлении кольцевая волна электронов со скоростью (1). В противоположном направлении двигается аналогичная, но не равная по энергии волна. Оси этих двух кольцевых токов не параллельны. В этом случае суммарное магнитное поле этих токов может быть смещено относительно центра Земли. В данный момент по экспериментальным данным такое смещение составляет 462 км. Северный полюс оси диполя и Южный полюс оси диполя будут также смещены относительно оси Земли. Известно, что магнитные полюса Земли медленно дрейфуют вплоть до изменения полярности. По-видимому, это связано с движением кольцевых токов по внутренней поверхности внешнего ядра.
Такой подход, в принципе, объясняет все парадоксы, связанные с магнитным полем Земли, и указывает реальный источник энергии, его создающий.
В работе [5] показано, что кинетическая анизотропная энергия гравитационного сжатия внешнего ядра Земли переходит в энергию движения токов в квазиплазме, в температуру Земли, в кинетическую энергию вращения Земли и т.д. Анизотропная компонента гравитационного сжатия в оболочке внешнего ядра порядка в 500 раз превосходит по величине обычное гравитационное сжатие. Именно эта анизотропия гравитационного сжатия и является основным источником энергии в ядре Земли. Этой энергии достаточно для трансмутации водорода в более тяжелые элементы, которые формируют мантию.


 
  Наверх

  >   Макроквантовые законы Земли  (продолжение) Стр. 7

Покажем, что квазиплазменные волны внутри Земли передают энергию океанам, проявляющуюся в виде приливов и отливов.
Со времен Ньютона считалось, что приливы и отливы на Земле создаются Луной: кинетическая энергия движения Луны преобразуется в кинетическую энергию движения воды на Земле. Следуя этому предположению, Луна приближается к Земле [12]. Кроме этого, как указывал еще Лаплас, на Земле должно существовать два волновых водяных горба. Однако, как оказалось, эти горбы смещены относительно оси Земля–Луна на 2.16° вперед.


Рис.6. Запаздывающее движение Луны 

Отсюда следует, что не кинетическая энергия Луны, а кинетическая энергия Земли передается Луне и, следовательно, Луна должна удаляться. Однако многократные сверхточные эксперименты по измерению расстояния до Луны не обнаружили ни удаления, ни приближения Луны. Кроме того, если подробно рассматривать фазовые зависимости приливов в мировом океане, то они больше напоминают волны в резонаторах, то есть теоретические лапласовские приливы, очевидно, не могут служить даже в качестве первого приближения при описании явлений приливов и отливов [12].
Разрешить этот парадокс можно, предположив, что Луна относительно Земли находится на строго заданном макроквантовом расстоянии [5].
Представим, что вдоль внутренней поверхности внешнего ядра наряду с быстрой модой (1) существует медленная волновая мода, имеющая скорость движения:

3 =                                           (5)

Период распространения этой волны равен:

= 26.103 суток.               (6)
Этот период меньше реального сидерического периода (27.32166 суток) движения Луны вокруг Земли на 4.67%. Совпадение периодов можно получить, если предположить, что сама волна должна распространяться несколько глубже, а не на поверхности внешнего ядра Земли. Волна должна быть наклонена к плоскости экватора Земли в соответствии с орбитой Луны.
Отсюда можно сделать вывод, что квазиплазменная волна (5) индуцирует на поверхности Земли движение водных масс в океанах в виде двух горбов (приливов и отливов), опережающих движение Луны.
Таким образом, отсюда следует, что гравитационная энергия анизотропного сжатия внешнего ядра Земли также передается и нашему спутнику Луне. Ей предстоит быть нашей вечной спутницей вплоть до полного остывания Земли, лишь тогда она сольется с ней.


 
  Наверх

  >   Выводы   |   Заключение Стр. 8


Выводы

           На основе новой физической модели Земли:
  1. Показано, что внешнее ядро Земли является солнечным веществом, потенциальная энергия сжатия которого переходит в кинетическую энергию вращения Земли, кинетическую энергию вращения Луны вокруг Земли, кинетическую энергию движения воды в океанах, тепловую энергию нагрева мантии.

  2. Показано, что акустический шум Земли порождается движением квазиплазменных волн во внешнем ядре Земли.

  3. Показано, что разогрев мантии Земли происходит посредством индукционного нагрева за счет движения квазиплазменных волн во внешнем ядре Земли. Радиус-вектор квазиплазменных волн заканчивается на глубине 270 км от поверхности Земли, что не приводит к сильному перегреву поверхности коры Земли. Именно это обстоятельство определяет возможность зарождения и развития жизни на Земле.

  4. Показано, что две кольцевые квазиплазменные волны во внешнем ядре могут являться источником магнитного поля Земли. Движение этих токов по внутренней оболочке внешнего ядра приводит к периодическому дрейфу оси магнитного поля вплоть до полной смены южного и северного полюсов.

  5. Показано, что долговременные моды квазиплазменных волн во внешнем ядре Земли индуцируют движение приливов и отливов в океане. Они также гравитационно связаны с Луной и ее движением вокруг Земли. Этот эффект объясняет запаздывание движения Луны относительно приливных волн. Вероятно, отдельные потоки квазиплазмы в ядре индуцируют также и океанские течения.

  6. Показано, что верхние слои воды в океане на глубине 100–200 м нагреваются за счет энергии квазиплазменных волн во внутреннем ядре Земли. Этот слой воды создает тепловой щит для внутренних холодных вод океана и фактически определяет климат на Земле.
Заключение

           Таким образом, найдены макроквантовые законы для Земли. Показано, что ее внешнее ядро является солнечным веществом – квазиплазмой, потенциальная энергия сжатия которого переходит в кинетическую энергию вращения Земли, кинетическую энергию вращения Луны вокруг Земли, кинетическую энергию движения воды в океанах, тепловую энергию нагрева мантии. Климат на Земле, наряду с солнечной световой энергией, определяется движением волн во внешнем ядре Земли. Эти волны посредством индукционных взаимодействий передают энергию мантии, коре, океанам, атмосфере и ионосфере.
Следовательно, прогнозировать погоду можно, только научившись измерять индукционные поля ядра Земли.
Достаточно быстрые скачкообразные изменения волн внутри Земли могут приводить и к сейсмическим изменениям в виде глубинных землетрясений, которые могут стимулировать движения коры и разрушительные землетрясения на поверхности Земли. Поэтому исключительно актуальным является новый подход к прогнозу землетрясений, основанный на макроквантовых законах Земли.


 
  Наверх

  >   Предложения по проекту   |   Литература Стр. 9


Предложения по проекту

Три глобальные экологические проблемы стоят перед человечеством: изменение климата (глобальное потепление); судьба слоя озона; замкнутость глобальных биогеохимических круговоротов (концепция биотической регуляции окружающей среды).
Только адекватные физические модели Земли помогут правильно определить глобальные изменения климата и правильно сориентировать материальные ресурсы для устойчивого развития, а также сформулировать и обосновать дальнейшие жизненные приоритеты всего человечества.
Мы предлагаем с новых позиций провести переосмысление уже накопленных экспериментальных данных по сейсмической активности Земли, ионосфере Земли, по электромагнитным и магнитным полям Земли, по температуре и солености океанов, по тепловым полям Земли и т.п.
Предлагается создать новые математические модели для оперативной компьютерной обработки экспериментальных данных.
На первом этапе за 1.5 года предполагается разработать методики обработки геофизической информации и создать оболочки оперативных баз данных.
На втором этапе за 2 года предполагается разработать методики фильтрации и накопления информации в базах данных под конкретные геофизические задачи. Разработка томографических методов внутренней структуры Земли по акустическому шуму Земли и сверхдлинным электромагнитным волнам.
На третьем этапе за 2 года создается математическое обеспечение для локальных и глобальных прогнозов климатических изменений и оценки вероятности стихийных бедствий. Проводится тестирование методик и оценка их достоверности.
Объем финансирования – ____ млн. долларов. В смету должна быть включена стоимость суперкомпьютеров. Также предполагается использование информации из национальных геофизических баз данных.

Литература
  1. Физические величины: Справочник. Ф.П. Бабичев и др. М.: Энергоатомиздат. 1991. 1232 с.
  2. New Scientist. 1998. N2163. P.4
  3. К. Я. Кондратьев, К. С. Демирчян. Климат Земли и «протокол Киото». Вестник Российской академии наук. 2001. Т. 71, № 11, с. 1002-1009.
  4. Allen C.W. Astrophysical Quantities. The Athlone Press, 1973
  5. А.М. Ильянок. Макроквантовые законы в астрономии. Часть 2. Вести института современных знаний. 1999. N. 2-3. С. 71-101; Ilyanok, A.M. Quantum astronomy II, Macroquantum laws in astronomy J. New Energy, USA, 6, No1, 55-79 (2001); http:/xxx.lanl.gov Ilyanok A. QUANTUM ASTRONOMY. PART 1 (astro-ph 99 12 537),QUANTUM ASTRONOMY. PART II (astro-ph 00 01 059).
  6. Монахов Ф.И. Низкочастотный сейсмический шум Земли. М.: Наука, 1977. С.96.
  7. Jacobs J.A. Geomaghetic micropulsations. Springer. Verlay, Berlin, 1970.
  8. Физика океана Под. ред. Каменкович В.М., Монина А.С. М.: Наука, 1978.
  9. The Solar Output and its Variation Edited by Oran R White Colorado Ass. University Press Boulder. 1980.
  10. Jacobs J.A. The Earth’s Core. Academic Press Inc. London. 1975.
  11. Почтарев В.И. Нормальное магнитное поле Земли. М.: Наука, 1984.
  12. Altven H., Arrhenius G. Structure and Evolutionary History of the Solar System. Boston. US. 1975. Reidel Publishing Company.

 
  >   МетаГалактическая Сеть  (вернуться в главное меню) Наверх

Приглашаем ВАС посетить наш второй сайт – НаноФемтоТехнологии :