М. М. Аксиров сущность новой теории эволюции земли в свете разрешения актуальных проблем геологии и палеонтологии

Вид материала

Документы

Содержание И теории тяготения ньютона Глава II. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА ПО ОсаДКОНАКОПЛЕНИЮ. Мысленный эксперимент - модель процесса осадконакопления в условиях длительн 2. Суточные циклы и их основные элементы Геологическая шкала времени.

Подобный материал:

• Конференция посвящена обсуждению актуальных проблем современной геологии, гидрогеологии, 46.05kb.
• «Исследование актуальных проблем теории и истории литературы в контексте современного, 118.09kb.
• Удк (575) гипотеза земного абиогенеза в свете данных палеонтологии, молекулярной биологии, 301.96kb.
• Волгоградская академия государственной службы институт переподготовки и повышения квалификации, 356.08kb.
• Владимира Терентьевича Пашуто Москва, 19 21 апреля 2011 г программа, 82.84kb.
• И прилегающих регионов биармийской области, 1515.61kb.
• «Основы стратиграфии», 1875.54kb.
• На правах рукописи здобнова елена Николаевна миоспоры и водоросли, 276.95kb.
• Институт Проблем Экологии и Эволюции им., 5712.14kb.
• Программа Всероссийского совещания «200 лет Отечественной палеонтологии», 147.55kb.

Глава I. КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РОТАЦИОННОГО РЕЖИМА ЗЕМЛИ, ВЫТЕКАЮЩАЯ ИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОТО

И ТЕОРИИ ТЯГОТЕНИЯ НЬЮТОНА¹


Теория Эйнштейна исходит из того, что распределение и движение материи, электромагнитные поля и некоторые другие дополнительные условия определяют геометрию пространства. Эта геометрия предопределяет характеристики движения тел, свободно перемещающихся в космическом пространстве. Движение не зависит от строения тел и осуществляется вдоль траекторий так называемых геодезических линий, которые представляют собой характеристики пространства. Небесные тела рассматриваются как материальные точки, движение которых происходит по геодезическим линиям. Однако если иметь в виду то, что тела состоят из множества частиц, необходимо обратить внимание на следующие особенности, связанные с их движением. 1. Каждая частица протяженного тела в любой момент времени стремится перемещаться по своей собственной геодезической линии. 2. Сцепление и противостояние между частицами приводят во взаимодействие силы, приложенные к разным точкам. Учет этих особенностей позволяет утверждать, что в зависимости от структуры искривленного пространства равнодействующая сил, приложенных ко всем частицам, может создавать вращающий момент вокруг оси, проходящей через центр массы тела. Для протяженных небесных тел, имеющих достаточно большие конечные размеры, этот эффект может быть значительным. В частности, он мог сыграть важную роль в возникновении нынешнего направления и скорости вращения Солнца и планет Солнечной системы (см. Дополнение). Подтверждением этому служит то, что все планеты Солнечной системы и большинство их спутников движутся по орбитам в одном (прямом) направлении вокруг центрального тела, а также и то, что собственное вращение Солнца и планет вокруг своей оси в большинстве случаев происходит в одном и том же направлении вокруг почти параллельных друг другу осей. (На рисунке 1 представлены характеристики движения Солнца и планет Солнечной системы). Исключениями являются Венера и Уран, вращающиеся вокруг своей оси в обратном направлении, причем направление оси вращения Урана значительно отличается от направления оси остальных планет. Кроме того, спутники обращаются вокруг всех центральных небесных тел по орбитам в основном в прямом направлении. Отмеченные здесь особенности ротации небесных тел вокруг своей оси и их орбитального обращения вокруг центрального объекта не имеют (не находят) источника для своего возникновения в рамках существующих теорий космогонии. В связи с этим автор предположил существование вращающего момента, действующего в околосолнечном пространстве в направлении прямого вращения объектов Солнечной системы, который стал причиной постепенного изменения скорости вращения Земли. Кроме того, он доказал принципиальную возможность существования этого момента.



Рис. 1. Движение Солнца и планет Солнечной системы.

На рисунке схематично представлены направления

орбитального движения планет и их вращения

вокруг своей оси.


Именно этот вращательный момент, по мнению автора, определил направление нынешнего вращения вокруг своей оси большинства планет и Земли, что имеет подтверждение в рассматриваемых ниже фактических данных. На генерирование нынешней скорости вращения Земли оказывали свое влияние и другие факторы. К этим факторам относятся сжимание (сжатие), внутреннее гравитационное перераспределение масс и т.п. Особенности вращения Земли формировались под действием разных типов сил, причем в одном случае одна и та же сила «подталкивала» (ускоряла) вращение, в другом - тормозила. Например, приливы от Солнца и Луны тормозили вращение планеты в том случае, если оно было обратным. Это следует из того, что в данном случае приливные горбы обходили Землю в направлении, противоположном направлению ее вращения. Для случая, когда направление вращения планеты изменилось на прямое, одновременное ускоряющее влияние Солнца и Луны выразилось в увеличении ее скорости ротации до момента, пока она не достигла значения, равного одному обороту в год. Дальнейшее возрастание значения скорости вращения планеты должно было привести к торможению со стороны Солнца. Ускоряющее действие Луны закончилось в момент, когда угловая скорость прямого вращения Земли вокруг своей оси достигла одного оборота за лунный месяц. Дальнейшее увеличение скорости привело к одновременному приливному торможению со стороны Солнца и Луны (Аксиров, 1996, 1999). Своеобразие нынешних характеристик ротации Венеры и Урана можно объяснить особенностями начальных значений ротационных параметров для этих планет (Аксиров, 1996, 1999). Существование отмеченного выше вращающего момента обосновывается строгими теоретическими исследованиями в рамках анализа движения по геодезической линии в гравитационном поле. Эти исследования в рамках ОТО позволили автору решить две проблемы: 1) выявить естественную структуру релятивистского ускорения в гравитационном поле; 2) впервые получить точное решение дифференциальных уравнений геодезических линий в гравитационном поле (Аксиров, 1982, 1986, 1992, 1997а, 2002). Первая проблема была поставлена А.Эйнштейном. Ее решение позволило выявить все естественные составляющие релятивистского ускорения и внести коррективы в прежнее толкование этой проблемы (Аксиров, 1992, 2002). Один из главных результатов расчетов связан с открытием неизвестного ранее компонента ускорения, который можно рассматривать как следствие одновременного влияния гравитации и сложного движения. С точки зрения теории, именно этот компонент выступает в качестве главного источника упоминавшегося выше вращающего момента. Кроме того, в ньютоновском случае доказано, что источником вращающего момента может выступать и инерция (Аксиров, 1972, 1977, 1999). Исходя именно из этих исследований, автор пришел к заключению, что нынешняя скорость ротации Земли аккумулировалась постепенно в течение продолжительного периода времени в результате перемещения планеты по геодезической линии в гравитационном поле; этот промежуток времени охватывает всю геологическую историю (см. Дополнение). Решение второй проблемы включает и релятивистские соотношения, адекватные трем законам Кеплера (Аксиров, 1997а, 2002). В ходе этих исследований стало ясно, что ключ к проверке отмеченного вывода, а также от многих тайн неба и Земли находится в недрах. При этом оказалось очень кстати то, что в геологии к настоящему времени накоплена довольно полная и представительная информация, в том числе и характеризующая историю ротационного режима Земли: исходя из нее удалось успешно провести данную проверку, как и ожидалось. Об этой проверке теоретического вывода, который нашел блестящее подтверждение в фактических данных из платформенного чехла, а также расчете изменения суток во времени, в частности величины суток в карбоне, подробно говорится ниже. Эти исследования привели к междисциплинарному открытию: в прошлом Земля изменила направление ротации, в результате чего на каком-то значительном этапе геологической истории проявлялись длинные земные сутки. С учетом этого судьбоносного для геологической и биологической истории Земли явления, а также вытекающего отсюда изменения суток во времени проводилось излагаемое ниже исследование фактических данных геологии, палеонтологии и палеоклиматологии. Исходя из данного междисциплинарного открытия и большой совокупности фактов построена геологическая теория (Аксиров, 1985, 1988, 1989, 1996, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995), кратко излагаемая здесь.

Особенности инсоляции, характерные для длинных палеосуток, как и ожидалось, запечатлели в толщах осадочных пород четкие и достаточно полные свидетельства, что позволило рассчитать изменение суток за последние 2 млрд. лет. Об этом конкретно говорится ниже, в результате чего наш теоретический вывод переводится в разряд междисциплинарного открытия, которое, как убедимся далее, сыграло исключительную роль в осадконакоплении, биологической эволюции и палеоклимате. Без учета перемены знака ротации Земли и изменения суток во времени невозможно постичь секреты образования осадочных полезных ископаемых и тайны биологической эволюции. Дело в том, что длинные сутки сыграли исключительную роль в развитии биосферы, в появлении на Земле биологического разнообразия, а также в образовании осадочных полезных ископаемых. Все это оставило в платформенном чехле отпечатки, которые изучались автором в течение многих лет и описаны в работах (Аксиров, 1985, 1988, 1989, 1996, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995).

Глава II. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА ПО ОсаДКОНАКОПЛЕНИЮ. Мысленный эксперимент - модель процесса осадконакопления в условиях длительных суток


1. Инсоляция в условиях длительных суток на Земле


В этой главе решается и исследуется задача по установлению основных особенностей процесса осадконакопления в условиях существования на Земле суток большой продолжительности. Предположим, что в течение некоторого отрезка времени Земля вращается вокруг своей оси медленно, и сутки составляют десятки тысяч лет. Требуется определить специфические особенности процесса осадконакопления в условиях длительных суток на данном этапе времени. В такой постановке эта задача, как убедимся ниже, имеет наглядное решение, сравнимое с математической точностью. Это обстоятельство связано в первую очередь с тем, что Земля является уникальной планетой, где есть жизнь, вода и атмосфера (Лихачев, 2006). Кроме того, параметры ее орбиты обладают рядом свойств, заслуживающих внимания. Прежде всего это касается расстояния от планеты до Солнца (Бакулин и др., 1970; Куликов, 1985). Благодаря этим специфическим особенностям Земли как планеты одним из главных факторов седиментации на ней служит солнечное излучение. Все эти особенности, характерные лишь для Земли, предоставили исследователям для изучения богатый фактический материал. Именно эти данные позволяют автору считать, что на определенном этапе истории Земли главным фактором, обусловившим направление процессов, связанных с осадконакоплением, являлось солнечное излучение. Очевидно, что инсоляция определяет тепловое состояние земной поверхности, атмосферы и естественную освещенность на Земле. Поэтому особенности инсоляции конкретных территорий земного шара на разных этапах (одних) продолжительных суток, как показано ниже, будут находить наглядные и четко выраженные отражения в толщах формирующихся осадочных отложений.

Если через центры Земли и Солнца мысленно провести прямую линию, то она пересечет поверхность Земли в двух точках. Назовем ближайшую к Солнцу точку подсолнечной точкой (ПТ). Другую назовем антисолнечной точкой (АТ). Закономерно, что если планета лишена атмосферы и все время обращена одной стороной к Солнцу, то температура максимальна в той области на поверхности Земли, которая является окрестностью ПТ, и минимальна в АТ.



Рис. 2. Расположение точек и зон на поверхности Земли;

оПТ , оАТ - окрестности подсолнечной и антисолнечной точек;

а - воображаемая прямая, соединяющая центры Солнца и Земли.


Температура поверхности должна понижаться во всех направлениях по мере удаления от ПТ. Этот идеальный случай некоторым образом отражает инсоляцию Земли в условиях суток значительной продолжительности. Феноменологически этому случаю соответствует пустынная зона на освещенном полушарии, выжженная Солнцем. Данная зона должна возникнуть вокруг ПТ и занять значительную часть освещенной стороны планеты. В течение суток пустынная зона будет постоянно смещаться и, опоясывая земной шар песчанистым слоем каждые сутки, привнесет свои особенности в течение процесса осадконакопления. В условиях продолжительных суток атмосфера также должна стать важным фактором осадконакопления. В соответствии с поставленной выше задачей предположим, что продолжительные сутки, о которых идет речь, составляют десятки тысяч лет. Очевидно, что в данном случае особенности циркуляции атмосферы будут определяться термическими контрастами между нагретой дневной и противоположной охлажденной ночной сторонами Земли. Атмосфера, ветры будут переносить тепло с освещенной стороны на неосвещенную. Тот факт, что Солнце описывает круги (суточные параллели) вследствие суточного вращения небесной сферы, сочетается с условием медленного вращения планеты. Это обстоятельство должно обусловливать свой специфический характер инсоляции в условиях продолжительных суток. В соответствии с этим в течение продолжительного дня интенсивность инсоляции конкретных территорий земного шара, находящихся вне полярных областей, должна будет меняться в широких пределах в зависимости от высоты Солнца над горизонтом. Соответственно должны будут меняться климатические, физико-географические и геологические условия. Таким образом, в течение дня климат должен будет меняться многократно на территориях, расположенных вне полярных областей, в соответствии с суточным движением Солнца по небесной сфере. В результате этого в течение суток соответственно должен сформироваться комплекс суточных климатических условий (СКУ). Некоторые особенности СКУ должны будут повторяться на земном шаре в одной и той же последовательности и с одной и той же периодичностью вместе с каждой сменой дня и ночи из-за сильной зависимости климата от инсоляции (Аксиров, 1985, 1988, 1989,1996, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995). Именно те свойства СКУ, которые наиболее существенно зависят от солнечного излучения, должны будут повторяться каждые сутки. В течение продолжительных суток именно высота Солнца над горизонтом в основном должна обусловливать различные климатические, физико-географические и геологические условия в пределах одной и той же конкретной территории, что в свою очередь должно определять особенности осадконакопления. Например, если бассейн осадконакопления находится на неосвещенной стороне планеты, то будет накапливаться лед из-за низкой температуры и в результате переноса водяных паров атмосферой с освещенного полушария. Это должно привести к оледенению, результатом деятельности которого будут ледниковые отложения (различные типы морен, тиллиты). Ледниковые отложения подвергаются эрозии, так сказать, стиранию (уничтожению) с течением времени. Завершение оледенения и наступление последующих фаз инсоляции усилят эрозивное действие благодаря трансгрессии и прогреванию земной поверхности. Поскольку в условиях продолжительных суток различные типы морен, тиллиты в значительной степени подвержены эрозии, прямые следы оледенений не всегда могут сохраняться в течение длительного времени. Если предположить, что на Земле в условиях продолжительных суток существуют растения (живые организмы), то при переходе на неосвещенную сторону и во время пребывания во тьме ночи они должны отмирать и накапливаться. И в условиях низких температур, вытекающих из перехода территории осадконакопления на теневую сторону, останки растений (организмов) могут сохраняться достаточно долго. Как известно, растительные, органические остатки часто встречаются в осадочных отложениях. И горючие ископаемые главным образом формировались из отмершей растительности. В частности, из нее при определенных условиях происходило формирование каменного угля, о чем еще говорится ниже (Аксиров, 1988, 1989, 1997, 1999; Дафф и др. 1971). Получается, что в соответствии с нашими рассуждениями ледниковые отложения и органические остатки (в основном остатки растений) должны быть характерны для осадконакопления на неосвещенной стороне Земли в условиях продолжительных суток. При этом органические вещества (ОВ) могут представлять основу для формирования каменного угля. Очевидно, что постепенный переход неосвещенного полушария на освещенную сторону должен сопровождаться таянием льда и трансгрессией (затоплением) части территории, где раньше было оледенение. Для определенности представим себе, что территория осадконакопления расположена на средних или низких широтах. Трансгрессивная обстановка, которая должна возникнуть после оледенения, скорее всего, оставит отпечатки в осадконакоплении в виде специфического трансгрессивного слоя осадочной породы. В условиях существования жизни на Земле с течением времени на данной территории могут появиться живые организмы. Все это будет происходить после восхода в условиях постепенного непрерывного повышения интенсивности инсоляции, температуры благодаря изменению положения Солнца над горизонтом. После наступления трансгрессии в условиях постепенного повышения интенсивности инсоляции и испарения воды начнется процесс формирования нового слоя горной породы - морского, который назовем морским слоем К. Данный морской слой К, вероятнее всего, будет карбонатным, поскольку в нашем случае на Земле обеспечены все необходимые условия для формирования карбонатов. Это вода, живые организмы и медленное непрерывное повышение интенсивности инсоляции и температуры по мере восхождения Солнца к верхней кульминационной точке. Отметим, что в таких условиях на данном этапе продолжительного дня может образоваться несколько пластов разных типов осадочных горных пород вместо одного однородного слоя. В любом случае, если проследить процесс осадконакопления от восхода Солнца (не забудем, в условиях продолжительных суток), то он должен начаться с трансгрессивной фазы, которая в дальнейшем постепенно переходит в морскую обстановку из-за нарастания жары и испарения воды. Интенсивное испарение воды и соответствующее повышение ее солености приведет к морской обстановке. Итак, вначале будет пресноводное затопление с вымыванием соли из обширной территории, которое постепенно вместе с повышением интенсивности инсоляции и дневной жары прейдет в морскую обстановку. Кроме формирования карбонатного морского слоя К, нарастание жары и иссушение еще могут привести к образованию аргиллита в результате дегидратации и цементации глины. При этом частицы глины будут приноситься с зоны ПТ, приближающейся к бассейну осадконакопления вместе с приближением Солнца к верхней кульминационной точке. Этому процессу должны способствовать особенности воздушных течений в условиях значительных суток. Однако, подчеркнем еще раз, на данном этапе вероятнее всего формирование карбонатного слоя К. Непрерывный рост температуры в условиях нарастающей дневной жары должен сопровождаться интенсивным испарением воды. Это может привести к постепенному и сравнительно быстрому иссушению моря, что должно оставлять специфический отпечаток в осадконакоплении в виде известковистых, карбонатных и морских слоев. Сравнительно близкое приближение Солнца к верхней кульминационной точке должно привести к невыносимой жаре в несколько сотен градусов на освещенной стороне Земли (Куликов, 1985) и создавать условия, при которых будут разрушаться горные породы. То есть пребывание светила в отмеченной точке или вблизи нее приведет к все выжигающей жаре. При этом вокруг ПТ сформируется выжженная Солнцем зона, где будут образовываться мелкие частицы и накапливаться слой песка. Дальнейшее движение Солнца по суточной параллели в направлении заката и переход ПТ на соседнюю территорию должны привести к снижению интенсивности инсоляции, полуденной жары в бассейне осадконакопления, что должно сопровождаться прекращением накопления песка. Все это будет сопровождаться началом и продолжением седиментации мелких частиц, может быть, частиц глины. Эти частицы будут переноситься из близлежащей пустынной территории, куда переместилась ПТ. Перенос мелких частиц может обеспечить формирование слоя глины (почвы), на котором возможно развитие живых систем. Заход Солнца за горизонт должен вновь запустить процесс накопления льда под покровом ночи. Таким образом, начнется новое звено уже описанного сценария, который циклически будет повторяться каждые сутки.


2. Суточные циклы и их основные элементы


Из вышеизложенного следует, что литологические свойства осадочных горных пород, накапливаемых в течение (одних) длинных суток на конкретной территории, претерпевают изменения, которые больше всего зависят от положения Солнца на небе относительно бассейна осадконакопления. И в осадконакоплении каждые сутки формируется одно звено осадочного цикла, которое включает следующие пять элементов, накапливаемых снизу вверх:

5) слой почвы (глины);

4) песчанистый слой;

3) морской слой К;

2) трансгрессивный элемент;

1) пласт угля - органические остатки и отпечатки оледенения (тиллиты).

Здесь представлено одно звено цикла осадконакопления в условиях длинных суток, которое обозначим через С₁. Говоря об элементах одного звена суточного цикла С_1, или просто суточного цикла С₁, будем иметь в виду представленную здесь группу горных пород, которые накапливаются в течение суток. Эту группу горных пород, или элементов цикла С_1, назовем основными элементами суточных циклов, которые формируются в условиях длинных суток на Земле. Имея в виду вышесказанное, вместо словосочетания «одно звено цикла С₁» можно употреблять просто «цикл С₁». Приведенную выше нумерацию элементов одного звена цикла С_1, или цикла С_1, будем называть стандартной. (Далее, говоря о нумерации элементов цикла, будем иметь в виду нумерацию элементов одного звена цикла). Данную последовательность (подчеркнем: последовательность независимо от нумерации) напластования основных элементов также назовем стандартной. У суточных циклотем, которые будут формироваться в разных бассейнах осадконакопления в условиях длительных суток, могут быть еще и другие элементы, кроме вышеперечисленных основных, причем для разных территорий они могут быть разными. Но такие элементы могут появляться в цикле эпизодически и исчезать в зависимости от специфических особенностей бассейна седиментации и других причин. А отмеченные выше основные элементы отличаются от них тем, что их проявление каждые сутки является достоверным событием для абсолютного большинства территорий, расположенных на средних и низких широтах.

Действительно, если требования относительно величины суток и отмеченного расположения территории осадконакопления выполнены, то все остальные необходимые условия для оледенения на теневой стороне имеются на Земле. Это наличие воды и атмосферы, которая будет переносить водяные пары с освещенной стороны на неосвещенную, где температура доходит до –200ْ (Куликов, 1985). При этом будут гибнуть организмы и накапливаться органические остатки, которые могут превратиться в горючие ископаемые, в частности, уголь. (Об этом этапе накопления ОВ подробно будет сказано ниже). Из достоверности оледенения на теневой стороне следует достоверность возникновения развернутой трансгрессии при восходе Солнца. Объем воды и естественные условия на Земле таковы, что при этом будет возникать именно морская обстановка, откуда следует достоверность образования морского слоя К.

Далее с течением времени в ходе движения Солнца к верхней кульминации территория осадконакопления постепенно высохнет полностью. Это следует из имеющегося количества воды и расстояния планеты от Солнца. Ведь температура на освещенной стороне Земли в условиях длинных суток может достигать нескольких сотен градусов (Куликов, 1985). При таких температурах и образование следующего элемента цикла С₁, слоя песка в полуденную жару - прямое следствие существующих на планете естественных условий. Далее ПТ смещается в направлении видимого движения Солнца на смежную территорию, где уже начнет господствовать невыносимая жара. Из наличия рядом лежащей обширной территории, где температура достаточно высока для разрушения горных пород и образования мелких частиц, следует формирование слоя почвы в рассматриваемом бассейне. Мелкие частицы будут переноситься из соседней территории, куда переместилась ПТ, из-за особенностей воздушных течений, движений в атмосфере в условиях длинных суток. Таким образом, в условиях длительных суток каждые сутки в осадконакоплении будет формироваться одно звено циклотемы с перечисленными выше основными элементами. Подчеркнем еще раз, что это звено цикла может содержать и другие элементы.

Сказанное выше не означает, что каждый из основных элементов всегда проявляется в каждом суточном цикле в виде конкретной горной породы, которая сохраняется сколь угодно долго. Здесь имеется в виду, по крайней мере, наличие достоверных свидетельств, показывающих, что этап, соответствующий каждому из этих элементов, проявляется каждые сутки. Например, трансгрессивный этап может не оставлять существенные отложения, сохраняющиеся в течение длительного времени, но переход от неморской к морской обстановке будет показывать, что между ними была трансгрессия (затопление). Назовем идеальным бассейн осадконакопления, для которого образование пяти основных элементов суточного цикла каждые сутки является событием достоверным. Забегая вперед, скажем: анализ угольных циклотем карбона из разных регионов земного шара показывает, что каждое их звено содержит перечисленные выше основные элементы, в чем убедимся ниже. Таким образом, в каждом звене этих циклотем содержатся основные элементы цикла С₁, характерные для длительных суток. Исходя из этого можно сделать заключение, что эти циклы образовались в условиях длительных суток. Об этом и о корреляции элементов угольных циклотем с дугами суточной параллели Солнца подробно говорится ниже. Исследование осадочных циклов каменноугольного периода также показывает, что абсолютное большинство территорий на Земле попадает под определение идеального бассейна осадконакопления.

Говоря об особенностях осадконакопления в условиях длительных суток, будем иметь в виду еще следующее. Если между угольным пластом (или трансгрессивным элементом) и песчанистым слоем подряд будут расположены несколько элементов (независимо от того, основные они или нет), то в порядке их следования друг за другом на них должен быть отражен постепенный рост интенсивности инсоляции, жары в бассейне осадконакопления. И, наоборот, если между песчанистым слоем и почвенным слоем подряд идут несколько элементов, то в порядке их следования друг за другом на них должно быть отражено постепенное убывание интенсивности инсоляции, жары. Как убедимся ниже, это положение теории нашло четкое отражение на элементах каждого звена реальных угольных циклотем карбона.

Имея в виду все вышесказанное, сформулируем первое свойство седиментации в условиях длинных суток на планете (далее – первое свойство). Для длинных суток на Земле, составляющих десятки тысяч лет, характерна суточная цикличность седиментации. При этом основные элементы каждого звена суточных циклов, отмеченные выше, повторяются (проявляются) каждые сутки в идеальных бассейнах осадконакопления.

В условиях длительных суток на седиментацию влияют различные факторы, но, как следует из вышесказанного, литологические свойства элементов суточных циклов больше всего зависят от высоты Солнца над горизонтом. Рассмотрим корреляцию двух случайных событий: элементов одного звена осадочного суточного цикла и различных дуг на небе (суточной параллели), описываемых Солнцем в течение (одних) суток относительно бассейна седиментации. Корреляция сопоставляет каждому элементу этого звена цикла дугу на небе (суточной параллели), которую светило проходит в процессе его образования. Это касается элементов каждого цикла, в каком бы идеальном бассейне он не откладывался. Для пяти основных элементов суточных циклотем С₁ это соответствие имеет примерно следующий вид.

Отпечатки фазы оледенения (различные типы морен, тиллиты и остатки ОВ - биомасса, из которой может образоваться пласт угля) откладываются в течение ночи, когда Солнце проходит дугу φ₁ = (ВА) по небесной сфере (суточной параллели). Поэтому эти отложения соответствуют дуге φ₁, которую Солнце проходит за неосвещенное время суток; заключена дуга φ₁ между точками захода В и восхода А. Трансгрессивный элемент цикла – дуга φ₂, которую Солнце описывает по суточной параллели в процессе таяния льда и затопления территории осадконакопления. Начало этой дуги находится в точке восхода А, длина ее составляет примерно (АВ)/6, где дуга (АВ) – траектория, которую Солнце проходит в течение освещенного времени суток. (Оценки величин дуг здесь приближенные – в данном случае это допустимо, а отсчет идет в направлении суточного движения Солнца). Морской слой К горной породы соответствует дуге φ₃, которую светило описывает дальше, т.е. начиная от завершения трансгрессии (затопления) до высыхания бассейна. Величина этой дуги φ₃ примерно равна (АВ)/4; начало ее отстоит от точки восхода А приблизительно на расстоянии (АВ)/6, а конец – 5(АВ)/12. Песчаный слой формируется в самый жаркий этап дня, когда под влиянием высокой температуры рушатся горные породы и образуются мелкие частицы. Этот слой соответствует дуге φ₄, которую Солнце описывает в самый жаркий этап дня, т.е. с момента высыхания бассейна до существенного спада сильной полуденной жары. Ее длина примерно равна 5(АВ)/18. Начало этой дуги отстоит от точки восхода А на расстоянии 5(АВ)/12, конец – 25(АВ)/36. Эта дуга φ₄ включает и верхнюю кульминационную точку траектории Солнца. Слой почвы (глины) соответствует дуге φ₅, которую Солнце описывает далее, начиная от существенного спада сильной жары до захода. Эта дуга φ₅ примерно равна 11(АВ)/36, начало ее отстоит от точки восхода А на расстоянии 25(АВ)/36, ее конец – точка захода В. Подчеркнем еще раз, что значения этих дуг приближенные. Точные их значения будут варьировать в зависимости от особенностей территории седиментации, в том числе и от широты местности. Но последовательность прохождения этих дуг φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅ Солнцем в течение суток – точная, что важно в данном случае; причем для всех территорий земного шара эта последовательность будет одной и той же. Кроме того, этапы формирования основных элементов цикла, в общем, попадают примерно в пределы указанных границ дуг.

Таким образом, элементы каждого звена цикла С₁ находятся в корреляции с дугами φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅ небесной сферы (суточной параллели), которые Солнце проходит относительно бассейна осадконакопления в течение (одних) суток. Нетрудно видеть из вышеизложенного, что эта корреляция имеет место как по литологическому свойству элементов, так и по порядку их напластования в цикле. То есть и литологическое свойство, и положение в каждом конкретном звене цикла каждого элемента существенно зависят от дуги, которую Солнце описывает по небу во время его формирования. (В случае реального цикла, например, карбона, это касается не только основных, но и всех возможных других его элементов).

Например, тиллиты не могут образоваться на каком-то этапе прохождения дуги (АВ) Солнцем, а развернутая трансгрессия каждый раз будет состояться после восхода Солнца и таяния льда. Во время все выжигающей полуденной жары, когда температура доходит до нескольких сот градусов, будет формироваться именно песочный слой. Если иметь в виду введенную выше стандартную нумерацию основных элементов суточных циклов, то отмеченная выше корреляция (соответствие) символически может быть представлена в виде:


1 => φ₁, 2 => φ₂, 3 => φ₃, 4 =>φ₄,

5 => φ₅ или i =>φ_i, i=1,2,…,5. (1)


Соотношения (1) означают, что основные элементы одного звена цикла С₁, обозначенные через 1, 2, 3, 4, 5, формируются последовательно в те отрезки времени суток, когда Солнце проходит соответственно дуги φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅. Пришли ко второму свойству седиментации в условиях длинных суток на Земле (далее - второе свойство).

Элементы каждого звена осадочных суточных циклов С₁ и разные дуги на небесной сфере (суточной параллели), описываемые Солнцем в течение одних длинных суток относительно бассейна осадконакопления, находятся в корреляции (1) (далее – корреляция). Соотношения (1) означают, что данная корреляция сопоставляет каждому из элементов i = 1, 2, 3, 4, 5, данного звена цикла С₁ конкретную дугу φ_i, i = 1, 2, 3, 4, 5, которую светило описывает на небе в процессе его образования. При этом литологические свойства элементов i, I = 1, 2, 3, 4, 5, цикла С₁ находятся в корреляционной связи с положениями соответствующих им дуг φ_i, I = 1, 2, 3, 4, 5, на небосводе относительно территории седиментации. А последовательность напластования элементов I = 1, 2, 3, 4, 5 в цикле С₁ совпадает с очередностью прохождения Солнцем соответствующих им дуг φ_i, I = 1, 2,…, 5, в течение (одних) суток.

Формирование основных элементов в каждом звене суточного цикла всегда происходит строго в приведенной выше стандартной последовательности. Элементы данного звена цикла находятся в корреляции с дугами φ_i, i = 1,2,3,4,5, которые Солнце проходит в течение каждых суток относительно бассейна седиментации в одной и той же последовательности. Это касается не только основных, но и других возможных элементов. (В этом мы убедимся ниже в случае реальных циклов). Поэтому если в каком-то одном звене или во всех звеньях цикла будут не только пять основных элементов, а еще и другие, то независимо от их количества основные элементы неизменно будут встречаться в одной и той же последовательности, характерной для цикла С₁. Представленные здесь два свойства, взятые вместе, мы рассматриваем как решение поставленной выше задачи и признак (далее – признак) осадконакопления на Земле в условиях длинных суток (Аксиров, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995). При этом в дальнейшем будем иметь в виду, что в этой работе слова «ритм», «цикл» и «циклотема» употребляются как синонимы.

Таким образом, если сутки на земле продолжительны и составляют примерно десятки тысяч лет, то каждые сутки в каждом идеальном бассейне будет откладываться одно звено цикла, которое включает пять основных элементов суточных циклов С₁. Причем эти основные элементы 1, 2, 3, 4, 5 коррелируют с дугами φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅ на небесной сфере (суточной параллели), которые Солнце проходит относительно бассейна осадконакопления в течение (одних) суток; данная корреляция задается соотношениями (1). В дальнейшем, говоря о соотношениях (1), всегда будем иметь в виду, что в левых частях у них стоят номера основных элементов суточных циклов в стандартной нумерации.

В следующей главе мы обратимся к конкретным реальным циклам, конкретным примерам из разных тектонических областей земного шара, которые формировались в каменноугольном периоде. И рассмотрим подробно, как наши теоретические построения соотносятся с описанными в литературе фактическими данными по циклотемам и их элементам, которые формировались в разных бассейнах осадконакопления. С этой целью мы рассмотрим факты, полученные геологами при исследовании платформенного чехла и реальных осадочных циклов (Аксиров, 1988, 1989, 1997, 1999; Дафф и др., 1971; Феофилова, 1959; Ферхуген и др., 1974). Проанализируем конкретно, как элементы этих циклотем коррелируют с дугами суточной параллели, которые Солнце проходит в течение (одних) суток. Таким образом, ниже речь будем вести о реальных циклах из реальных разрезов позднего палеозоя.

А здесь еще отметим следующие два момента. Имеет место следующая формула:


T(t) = 2/|(t) – 1|, (2)


где T(t) и (t) – продолжительность земных солнечных суток и угловая скорость вращения Земли вокруг своей оси соответственно, t – время. Угловая скорость (t) при ретроградной ротации планеты имеет отрицательное значение, а при прямой – положительное. В формуле (2) число 1 определяет один оборот в год вокруг Солнца. Установлено, что год содержит 365 суток. В то же время Земля совершает 366 оборотов в год вокруг своей оси относительно неподвижных звезд. Один оборот «поглощается» орбитальным обращением вокруг Солнца в смысле смены дня и ночи. Поэтому средние солнечные сутки должны рассчитываться по формуле (2), и, следовательно, имеет место следующее равенство: 365,2422 сред. солнеч. суток = 366,2422 звезд. суток.

Геологическая шкала времени. Вся геохронологическая история разделена на четыре эоны (таблица 1): катархей КА, архей АR, протерозой Рt, фанерозой PZ (КА, АR, Рt, РZ - обозначения сокращенные). Протерозой делится на три эры: нижний протерозой, средний протерозой, поздний протерозой. Здесь принято и другое деление на две части: афебий, рифей. Последний совпадает с поздним протерозоем и делится на 4 эры: нижний рифей, средний рифей, верхний рифей, венд. Фанерозой подразделяется на 3 эры: палеозой, мезозой, кайнозой. Каждая из последних трех эр в свою очередь подразделяется на периоды: палеозой - кембрий €, ордовик О, силур S, девон Д, карбон С, пермь Р; мезозой - триас Т, юра J, мел К; кайнозой - третичный и четвертичный. Периоды подразделяются на эпохи, а далее идут еще более мелкие подразделения. Геологическая история Земли разделена на геохронологические подразделения, обозначающие временные этапы эволюции планеты, органического мира и климата. Эти подразделения объединены в геохронологическую шкалу, на которой нанесены и абсолютные значения времени (таблица 1).

Таблица 1.