В рассказе Герберта Уэллса «Чудотворец» главный герой магическим способом умудряется остановить вращение Земли вокруг оси, что повлекло за собой исключительно тяжелые последствия для всего мира (ликвидировать которые тоже пришлось с помощью магии). Так или иначе, для того, чтобы хотя бы не остановить, а немного замедлить нашу планету, необходимо событие катастрофического характера вроде падения крупного астероида, причем он должен ударить Землю по касательной в районе экватора, да еще и в четко определенном направлении. Понятно, что последствия «торможения» вращения планеты в таком случае стали бы малозаметны на фоне огромных разрушений, вызванных таким падением.
На самом деле скорость осевого вращения Земли постоянно меняется: на нее влияют сезонные ветра, океанические течения, намерзание и таяние ледников, движение тектонических плит и, конечно, постепенно тормозящие это вращение приливные силы со стороны Солнца и Луны, которые вызывают удлинение суток на 1,7 миллисекунды за столетие. Почему столь мощные факторы имеют в итоге такие скромные результаты? Хотя бы потому, что момент инерции нашей планеты (мера инертности вращательного движения) действительно огромен — его оценивают в 3,7×10³⁷ кг×м². Чтобы ощутимо изменить этот параметр, нужно приложить неимоверные усилия. Но человечество это уже постепенно делает, о чем мы поговорим ниже.
А теперь попробуем представить, что нам все же удалось одномоментно увеличить или снизить скорость вращения Земли на одну двадцать четвертую (соответственно ускорив или замедлив водные массы, газовую оболочку и все, что есть на земной поверхности). Какие это будет иметь долговременные последствия для нас?
«Экваториальный потоп»
В случае ускорения вращения нашей планеты первыми это почувствуют — вернее, просто увидят — жители приэкваториальных районов. В результате увеличения центробежной силы уровень воды в океане там поднимется на десятки метров. Также гораздо выше станут приливы (из-за увеличения нагонной скорости приливных волн), а во время отливов вода по той же причине будет отступать сильнее. В морское дно превратится значительная часть Южной Америки, экваториальной Африки, север Австралии, множество островов Индонезии и Карибского бассейна.
В умеренных широтах уровень океана почти не изменится, а нагонный эффект приливов будет менее выражен. Соответственно в приполярных областях вода опустится за счет оттока к экватору, «освободив» много новых территорий. Если же Землю, наоборот, затормозить, все перечисленные явления будут наблюдаться «с обратным знаком»: воды Мирового океана «перетекут» от экватора к полюсам, а разница между приливами и отливами в среднем станет меньше.
Тектонические аномалии
На первый взгляд может показаться, что ускоренное вращение Земли создаст на экваторе более мощную центробежную силу, которая частично скомпенсирует силу тяжести и сделает все легче. Это не совсем так: в нынешних условиях величина такой «компенсации» составляет примерно половину процента ускорения свободного падения и может быть зарегистрирована разве что достаточно чувствительными приборами. Если ускорить земное вращение таким образом, чтобы сутки сократились на час, «дополнительное облегчение» будет совсем несущественным.
Но то, что сложно заметить человеку, становится ощутимым в больших масштабах на больших промежутках времени. Благодаря большей разнице ускорения свободного падения на полюсах и экваторе на «ускоренной» Земле будут интенсивнее протекать тектонические процессы, быстрее двигаться отдельные плиты земной коры, они начнут сильнее сталкиваться, вызывая мощные землетрясения… Однако сказать, что все подобные явления будут проявляться слабее, если наша планета замедлится, тоже нельзя. Разломы и места столкновения тектонических плит служат эффективным выходом энергии, возникающей в земных недрах в результате распада ядер радиоактивных элементов. Она в любом случае нуждается в каком-то выходе, и можно ожидать, что таковым станут супервулканы — вулканически активные зоны посреди океанских или континентальных плит (наиболее известными из них являются супервулкан Тоба в Индонезии и Йеллоустонский национальный парк в США). В такому случае их катастрофические извержения станут более частыми и мощными, и далеко не факт, что такой сценарий для Земли окажется лучшим.
«Болезнь путешественников»
Первые несколько недель или даже месяцев после внезапного «ускорения» Земли все человечество, кроме обитателей приполярных областей (если это произойдет в эпоху солнцестояний), будет привыкать к новому временному ритму, сталкиваясь с более ранним ежедневным восходом Солнца. Это будет похоже на сильно растянутые во времени ощущения путешественников, совершивших быстрый переезд или перелет в восточном направлении. Такие же страдания будет испытывать и остальная земная биосфера. Но на самом деле это станет одним из наиболее легких последствий изменения скорости вращения планеты, к которому мы наконец приспособимся.
Интересно, что замедление вращения мы переживем с гораздо меньшими стрессами: как показывает практика, переезд на запад человек воспринимает значительно лучше. Эксперименты по выживанию в пещерах, без доступа к солнечному свету и «привязки» к часам, продемонстрировали, что земные биологические виды (с людьми включительно) постепенно начинают жить по «растянутому» графику и чувствуют себя в таких условиях абсолютно естественно.
Сюрпризы погоды
Вращение Земли играет большую роль в климатических процессах. Циклоны и антициклоны «закручиваются» в спирали благодаря силе Кориолиса, являющейся следствием вращательного движения. Если наша планета начнет «крутиться» быстрее, все эти явления получат дополнительный источник энергии, они будут нести большие массы воды, а воздушные потоки в них будут разгоняться еще сильнее. В итоге мы получим учащение ураганов и тайфунов, увеличение нанесенного ими ущерба (включая человеческие жертвы), бури и торнадо будут возникать в тех местах, где они раньше не встречались.
На первый взгляд, при замедлении осевого вращения нашей планеты все должно происходить наоборот, но это чревато другими неприятностями. Увеличение продолжительности суток повлечет за собой удлинение их светлой и темной части, за счет чего земная поверхность будет сильнее нагреваться днем и охлаждаться ночью. Большая амплитуда температурных колебаний приведет к усилению ветров, участятся ночные ливни и туманы, пострадает водный баланс многих регионов. Существенно изменится общая карта ветров и океанских течений. И это, в отличие от предыдущего абзаца, не «голое теоретизирование»: очень похоже, что все указанные проблемы действительно ждут человечество в будущем (хоть и достаточно отдаленном), поэтому готовиться к ним следует уже сейчас.
Технические проблемы
Очевидно, изменение скорости вращения Земли заставит нас полностью поменять графики движения транспорта, расписания поездов и самолетов, космических запусков, внести существенные коррективы в системы спутниковой навигации, полностью изменить расчетные моменты астрономических событий (а для многих из них — например, солнечных затмений — это означает изменение места видимости). Придется перевести на другую орбиту геостационарные спутники. Если мы оставим продолжительность суток равной «традиционным» 24 часам — мы должны будем пересмотреть величину такой базовой единицы, как секунда, а вместе с ней — всю международную систему мер.
Впрочем, существует один аспект, в котором ускорение вращения (т.е. увеличение момента инерции) было бы однозначно положительным. В 70-х годах прошлого века человечество начало довольно активно возводить приливные гидроэлектростанции как «зеленую» альтернативу источникам электричества, работающим на ископаемом топливе. Поначалу эта альтернатива действительно выглядела вполне привлекательной, но позже специалисты справедливо заметили, что приливную энергию нельзя считать «возобновляемой»: такие электростанции «отбирают» кинетическую энергию нашей планеты и ускоряют ее торможение относительно естественного положения вещей, когда ее постепенно тормозит гравитация Солнца и Луны без вмешательства человека. А это может иметь очень печальные последствия для наших далеких потомков.
Как уже упоминалось, уменьшение скорости вращения приведет к большей продолжительности дня и ночи, а значит, земная поверхность будет сильнее нагреваться в светлое время суток и охлаждаться в темное. Когда сутки станут длиннее примерно на три часа, разница между дневной и ночной температурой даже в умеренных широтах превысит 50°C, и жизнь на Земле вынуждена будет «спрятаться» в океаны либо искусственные подземные укрытия. Согласно прогнозам, это произойдет примерно через 600 млн лет (по крайней мере, именно столько ушло на замедление Земли с 21-часовых суток до современного состояния — об этом убедительно свидетельствуют археологические находки). Но если мы будем последовательно увеличивать «вычитание» вращательного момента нашей планеты, пытаясь за счет приливных электростанций покрыть хотя бы половину нарастающих энергетических потребностей человечества, этот солидный временной интервал сократится на сотню миллионов лет. Стоит ли делать такой сомнительный «подарок» своим потомкам, даже очень далеким?
Конечно, полмиллиарда лет — это тоже немало, за это время многое может измениться и пойти не так, как предусмотрено расчетами. Помимо «сверхпланового» увеличения продолжительности суток существует еще множество угроз существованию Земли и человеческой цивилизации. Приведенный пример призван лишний раз продемонстрировать, насколько сложна экосистема планеты (и Солнечной системы в целом) и сколько факторов мы должны учесть, прежде чем осуществим серьезное вмешательство в нее. Технологические возможности человечества постоянно растут, а вместе с ними растет и наша ответственность за судьбу мира. Поэтому перед тем, как «раскручивать» или «тормозить» Землю, следует тщательно взвесить, так ли уж оно нам необходимо и не окажемся ли мы в ситуации чудотворца из рассказа Герберта Уэллса.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
