1.2. Эколого-геофизические, геологические и астрономические периоды.

При развитии земной коры и биосферы в горных породах и в ископаемых остатках записывается история гелио-геофизических, геологических и биологических процессов Земли, процессов СС и Галактики. Проверка физико - эмпирической закономерности (1.1.2) показала, что стабильные ритмы с 16-ю периодами в одной октаве определяют многие солнечные, земные и астрономические процессы (Берри, 1992, 1993, 2006, Berry, 1998).

1.2.1. Периоды плейстоцена, голоцена и изменений планетарных орбит планет. Временные интервалы 10³ – 10⁶ лет

В табл. 1.2.1 сопоставлены члены 16-нотной лунной прогрессии (1.1.2) и периоды земных (T_З) эколого-геофизических колебаний, выделенные из временных рядов содержания тяжелого изотопа кислорода в донных осадках за последние 3 млн лет (Hays et al., 1976, Берри, 1992, Зубаков, 1990, Raymo, 1992), прироста деревьев (Берри, 2006), а также расчётные астрономические периоды (T_А) колебаний орбитальных характеристик планет СС (Brouwer, Woerkom, 1950, Куликов и Сидоренков, 1977, Монин, 1982).

Астрономические и земные периоды, как гармоники, хорошо соответствуют друг другу и совпадают с членами прогрессии T_K (1.1.2) по величине и структуре октавы (Berry, 1998). Например, ноте N = 4 в октаве 18 (табл. 1.2.1) соответствует прецессионный астрономический период в 22,4 тыс лет (Монин, 1982), а в октаве 20 – эколого-геофизический период, равный средней длине последних оледенений в 90 тыс лет (Raymo, 1992). Эти периоды отличаются друг от друга в 4 раза. Астрономические циклы являются первичными, а их гармоники земных процессов – вторичными колебаниями.

Таблица 1.2.1.

Сопоставление земных (T_З) и астрономических периодов (T_А, тыс.лет) с членами прогрессии T_K (1.1.2).

В табл. 1.2.1 показаны совпадения членов лунной прогрессии (1.1.2) с 14-ю эколого -геофизическими циклами Земли (T_З) и с 11-ю астрономическими периодами (T_А) изменения планетарных орбит. Эти совпадения с вероятностью 99% не являются случайными, поскольку рассчитанный из данных табл. 1.2.1 параметр Фишера (F_ЗА)

F_ЗА = (s/s_n-1)² = (1,25/0,785)² = 2,54 > F₀₁ = 2,17                  (1.2.1)

больше табулированного предельного значения критерия Фишера F₀₁ для 1%, расчитанного для изучаемой последовательности из 25 периодов (Урбах, 1963). Из табл. 1.2.1 видно, что стабильные колебания природных процессов с периодами, по крайней мере, до 2 млн лет (нота 12, октава 24) возникают в пределах СС (Brouwer, Woerkom, 1950).

1.2.2. Обращение Солнца вокруг центра Галактики и геологические периоды. Временные интервалы 10⁷ – 10⁹ лет.

Сопоставление геологических, палеонтологических и астрономических данных позволило предложить модель происхождения самых длительных стабильных природных циклов. Для получения упомянутого результата использовались модели движения Галактики и её ветвей, а также СС вокруг центра Галактики (Баренбаум, 1991, Кузнецов и др., 1991, Берри, 1992).

СС обращается по эллиптической орбите вокруг центра Галактики по часовой стрелке, если смотреть на галактическую плоскость с северной стороны. Спиральные ветви (рукава) Галактики перемещаются в том же напралении быстрее и в результате СС периодически оказывается внутри этих рукавов (Интернет ресурс, Берри, 2007). Полный оборот или галактический год Солнца длится в последнее время 250 млн лет (Рис. 1.2.1).

Анализ полных периодов обращения Солнца вокруг центра Галактики показал, что за 3,5 млрд лет они постепенно увеличились от 180 до 250 млн лет. Кружками на рис. 1.2.2 показаны времена 14-ти прохождений Солнцем перигалактия орбиты (ближайшей точки орбиты к центру Галактики). В перигалактии Солнце приближается к галактическому центру на расстояние 6,6 килопарсек (1 парсек равен 30,9 10¹² км; это расстояние свет проходит за 3,26 года). Когда Солнце пересекает спиральные ветви вблизи перигалактия, на Земле формируются чёткие геологические границы. Отрезки линий по обе стороны кружков на рис. 1.2.2 указывают на точность определения времени этих границ. В наиболее удалённой точке орбиты (апогалактии) Солнце располагается на расстоянии вдвое большем - 13,9 кпс. Здесь потоки разуплотняются и воздействуют на Землю в меньшей степени (Баренбаум, 1991, Берри, 1992).

Спиральные ветви являются струйными потоками вещества, которые истекают из ядерного диска Галактики. Вещество представлено газопылевыми облаками, кометами и звёздами. Млечный путь, который мы видим летом на ночном небе, составлен из таких потоков. Солнце пересекает поток примерно за 1-2 млн лет. В это время на Землю выпадает от 100 до 1000 галактических комет, то есть при движении СС через рукав один раз в несколько тысяч лет комета сталкивается с Землей (Берри, 1993).

Рис. 1.2.1. Элементы нашей Галактики и расположение Солнечной системы

(http://www.astrogalaxy.ru/foto001/foto0632.jpg).

Рис. 1.2.2. Галактические года Солнечной системы (кружки на графике) и их геологические границы в миллиардах лет. К – номера галактических лет от настоящего времени. Римскими цифрами обозначены геологические эоны: I – Фанерозой, II, III, IV – Верхний, Средний и Нижний Рифей, V – Карелий, VI – Архей (Берри, 1992).

График рис. 1.2.2 позволяет выявить крайне редкие случайные события (2,6, 1,65 и 1,1 млрд лет назад), обусловленные пролётами звёзд струйных потоков через Солнечную систему. При пролёте звезды вблизи Солнца (примерно в области земной орбиты) взаимодействие сил их притяжения изменяло параметры орбитального движения Солнечной системы вокруг центра Галактики. Резкие колебания внешних сил притяжения буквально потрясали Солнце и все планеты, оставляя на Земле следы мощных геологических катаклизмов. Времена глобальных процессов рудообразования и повышенной тектономагматической активности (Пушкарёв, 1985) совпадают с пролётами звёзд через Солнечную систему (Баренбаум, 1991, Кузнецов и др., 1991).

Последний раз Солнце вошло в струйный поток (ветвь Ориона) примерно 3 млн лет назад и вышло из него 0,7 млн лет назад (рис.1.2.1). Поэтому отмечаемые сегодня повышенная геологическая активность Земли и других планет СС, возбуждённое состояние тел астероидного пояса, а также сильная «запылённость» межпланетного космического пространства и наличие в нём большого числа метеоритов, вторичных комет и астероидов с крайне малыми временами жизни представляют собой комплекс взаимосвязанных явлений остаточного характера. Все они обусловлены недавним выходом Солнечной системы из струйного потока Ориона (Berry, 1998). В очерёдный раз СС испытает на себе воздействие ветви Персея через 18 млн лет (Рис. 1.2.1).

Глобальные события наиболее изученных последних 500 млн лет (формирование гор, зон раздвижения континентов, наступания или отступания океанов, выпадения космических тел), связанные с крупнейшими биологическими катастрофами и с формированием геологических границ, хорошо совпадают с модельными временами прохождения СС через галактические рукава (Берри, 1992, Интернет ресурс, Берри, 2007). В частности, экологические последствия удара галактической кометы, диаметром около 10 км, вызвали массовую гибель земных организмов в конце Мелового периода (К) 65+/-3 млн лет назад (рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.3. Модельные времена прохождения Сонечной системы через галактические рукава: 22, 43, 66, 90, 118, 150, 187, 214, 234, 253 272, 293, 315, 340, 368, 400, 437, 464, 484, 503, 522, 543 млн лет назад (Кузнецов и др., 1991, Берри, 1992) и восстановленная по ископаемым остаткам интенсивность вымирания в % биологических родов в разные геологические периоды (млн лет тому назад): Неоген (N), Палеоген (Pg), Мел (K), Юра (J) Триас (Tr), Пермь (P), Карбон ( C ), , Девон (D), Сирур (S), Ордовик (O), Кембрий (Cm). (Интернет ресурс, Extinction event, http://en.wikipedia.org/wiki/Mass_extinction)

Точки К = 1 и 2 (рис. 1.2.2) прохождения Солнцa струйных потоков вблизи перигалактия орбиты соответствуют геологическим границам Триаса (Tr) - Перми (P) и Ордовика (O) - Кембрия (Cm) (рис. 1.2.3). Они связаны с наиболее значительными вымираниями, разделёнными временем полного оборота Солнца вокруг центра Галактики в 250 млн лет. Пересечение ветви Персея снова произойдёт вблизи перигалактия орбиты и вызовет значительное вымирание биологических родов.

Модельные интервалы времени между моментами попадания СС в струйные потоки Галактики на протяжении Фанерозоя, Венда и Верхнего Рифея периодически изменялись от 19 млн лет в Перми и Кембрии до 37 млн лет в Юре, Силуре и Верхнем Рифее (табл. 1.2.2).

Таблица 1.2.2.

Сопоставление модельных геологических периодов (Т_G, млн лет) и T_K (1.1.2).