Растущая Земля: из планет в звёзды (стр. 43 )

Результаты МДР освещены в ряде публикаций [403–405], обстоятельный их анализ содержит работа А. Стойко [455]. Международные долготные работы позволили установить, что скорости дрейфа, предполагавшиеся Вегенером, нереальны. Однако проблема дрейфа материков оказалась намного сложнее. Уже после первых двух МДР стало ясно, что точность астрономических измерений не позволяет за 7 лет выявить величину дрейфа, если она меньше 20 см/год. Поэтому воз-

162 Глава 7. Измерения дрейфа континентов .

никла необходимость увеличить разрыв во времени между измерениями.

Следующий цикл измерений по программе МДР был выполнен в 1957–1959 гг., но и он не решил проблемы дрейфа материков, теперь уже из-за того, что результаты МДР оказались противоречивыми, не поддающимися удовлетворительной интерпретации. Данные измерений содержали свидетельства перемещений материков, противоположных тем, на которые указывал А. Вегенер и которые следуют из тектоники плит. Эту сторону астрономических измерений дрейфа материков отразил [404, с.98]: ”В одной из своих работ А. Стойко приводит результаты годичных изменений разности долгот между Вашингтоном и Европой. Они получены разными учеными из постоянных определений долгот обсерваторий и в среднем равны 0,0006 сек. Это дает основание автору утверждать, что С. Америка приближается к Европе со скоростью 20 см в год - в полном согласии с результатами Международных долготных работ”. Как известно, тектоника плит предполагает удаление, а не сближение С. Америки от Европы. Этот парадоксальный вопрос оказался объяснимым с позиций расширения земного шара и был освещен в работе [25].

Оценка результатов МДР немыслима без проведения анализа точнос-ти астрономических измерений. Для различных инструментов она разная. Так, на меридианных кругах точность определений долготы составляет ~0,01, а на астролябии Данжона - около 0,001 сек [13, с.32]. Эти величи-ны становятся понятнее, если отметить, что на экваторе 0,001сек соответствует ~ 46 см на местности. Точность определения широт несколько выше и составляет ~ 0,01'', что эквивалентно ~ 31 см на местности. Увеличение сроков между наблюдениями повышает точность измерений. Учет этого обстоятельства при общей недостаточной точности и противоречивости астрономических измерений побудил подойти к проблеме дрейфа с позиций предела стабильности континентов. Он высказал мнение о том, что если дрейф континентов и существует, то он не превышает ± 18 см/год. Именно такой оказалась точность астрономических измерений при имеющихся непрерывных рядах наблюдений.

После 1959 г. крупных мероприятий по измерениям дрейфа матери-ков астрономические службы не проводили, но с 1920 г. Международное бюро времени публиковало сводки наблюдений и они использовались [25, 89, 258] для решения геодинамических задач. К сожалению, длинных непрерывных рядов наблюдений не существует, так как со временем менялись инструменты, звездные каталоги, наблюдатели, программы наблюдений.

В 60-х годах были уточнены величины возможного дрейфа материков, по геофизическим данным они снизились до 2–12 см/год. Выявить их путем наблюдений стало труднее и это обстоятельство несколько убавило оптимизм в возможности окончательно установить дрейф континентов путем астрономических измерений. Поэтому надежды в решении

§ 7.1. От Даламбера до современности 163

геодинамических задач стали связываться с космическими измерениями.

На базе космической техники появилось несколько методов решения геодинамических задач. Для этих целей стали использовать искусственные спутники Земли, лазерную локацию Луны и приемники (радиотелескопы) внегалактических источников непрерывного излучения (пульсаров). К концу 70-х годов выделились три основных способа, входящих в космическую геодезию: 1 - лазерная локация или спутниковая лазерная дальнометрия (СЛД); 2 - доплеровские измерения расстояний до спутников; 3 - радиолокация на сверхдлинных базах (РСДБ). Космические способы измерения расстояний оказались точнее астрономических. Так, доплеровские измерения межконтинентальных расстояний, основанные на приеме радиосигналов от спутников и на анализе эффекта Доплера, по оценке Р. Андерле и К. Малевака [417] имеют точность до 5 см на местности. Кроме того, космические методы измерения расстояний позволяют определить изменение положения станций в пространстве, что открывает возможность определения изменений радиуса земного шара.

Спутниковая лазерная дальнометрия основывается на фиксации времени между моментом отправления лазерного сигнала на спутник и приемом отраженного от спутника сигнала. Точное знание орбиты спутника позволяет вычислять изменение положений станции на Земле. Точность СЛД выше доплеровских измерений. По данным обзора [426] многолетняя точность измерения базисных расстояний составляет ± 2 см. Для высот станций эта величина колеблется от ± 2 до ± 3 см.

Теоретическая точность радиоинтерферометрии на сверхдлинных базах еще выше. Считается [423], что она составляет ± 1-3 см. К сожалению, радиотерферометрические методы начали позже осваиваться, поэтому данных по ним недостаточно. Об их реальной точности можно будет сказать более определенно после выполнения нескольких сеансов измерений глобальной сети РСДБ, предусмотренной проектом IRIS [423]. Отдельные измерения расстояний методами РСДБ на территории США и между Европой и С. Америкой являются обнадеживающими, но окончательная их точность может быть оценена после анализа всей системы глобальных измерений и сравнения результатов, полученных различными методами.

Анализ и сравнение различных методов измерения межконти-нентальных расстояний являются обязательными, об их необходимости свидетельствуют уже проведенные предварительные сравнения [27], в которых выявлены некоторые расхождения между астрономическими и доплеровскими измерениями. Такой комплексный анализ и сравнение показывают, что фактические точности измерений оказываются хуже те-оретических, иначе нельзя объяснить выявленные несоответствия. Иногда теоретической точности оказывается чрезмерное доверие. Так, в работе [492, с.395] приведено значение теоретической точности измерений, равное 0,2 мм/год. Если бы такая точность измерений была реальной, то давно можно было бы доподлинно установить действительную вели-

164 Глава 7. Измерения дрейфа континентов .

чину изменения радиуса нашей планеты. К сожалению, результаты измерений не позволяют сделать этого.

§ 7. 2 Астрономические измерения дрейфа континентов

Космические методы измерения межконтинентальных расстояний, обеспечивающие большую точность и полноту измерений, существенно потеснили применение классических астрономических измерений координат. Однако последние не утратили своего значения не только в историческом но и в практическом аспекте.

При любом способе измерения координат не следует забывать, что взаимные смещения континентов осуществляются на растущей планете, а измерения привязываются пока к Земле постоянных размеров. В результате методика определения дрейфа станций оказывается некорректной. В одних случаях некорректные действия осуществляются после измерений (при вычислениях), а в других при обработке измерений. В этой связи важно знать, что дрейф, или смещение станций по латерали ни одним методом непосредственно не измеряются. Измеряются совершенно другие величины, а затем на основе тех или иных предпосылок вычисляются изменения координат и латеральные смещения станций (или обсерваторий), отождествляемые с дрейфом. Вот почему не менее важно знать, что именно измеряется тем или иным способом, какая величина является исходной и как она соотносится с расширением Земли и с тем, что исторически принимается за дрейф.

При определении долгот астрономы непосредственно фиксируют звездное время обсерваторий, что эквивалентно измерениям угловых расстояний. Если бы расширение Земли происходило равномерно для всех участков ее поверхности, то астрономическими измерениями нельзя было бы зафиксировать изменения координат пунктов, измеряемых в угловых величинах. Но Земля по геофизическим данным расширяется неравномерно вдоль параллелей и меридианов, поэтому при проведении МДР были зафиксированы изменения угловых расстояний между обсерваториями.

Долготные работы проводились весьма представительными обсервато-риями, большим их числом и по единой программе. Так, в первый период измерений (1926 г.) в выполнении программы участвовало ~ 40, а во второй период (1933 г.) - уже около 70 обсерваторий. Краткая сводка результатов МДР, заимствованная у [405], приведена в табл. 7.1. Эти данные представляют изменения разностей долгот (угловых размеров параллелей) между группами обсерваторий С. Америки, Европы и Азии, отнесенные к параллели 3908' с. ш.

Из-за недостаточной точности измерений и методики вычисления координат, данные табл.1 не обладают надлежащей корректностью. Особенно это относится к модулям чисел. Знаки же возле чисел отражают качественные эффекты - направления взаимных перемещений -, которые

§ 7.2. Астрономические измерения дрейфа континентов 165

Таблица 7.1.

Результаты Международных долготных работ

за 1926 (L1), 1933 (L2) и 1957–1959 (L3) годы

Участки параллелей	Изменения разностей долгот, мсек
между группами	L2 - L1	L3 - L2 - 1
обсерваторий	Вековые	Годичные	Вековые	Годичные
Япония - континентальная Азия	+ 35,7	+ 5,1	+ 27,3	+ 1,0
Континентальная Азия - Европа	- 23,4	- 3,3	- 25,1	- 0,9
Европа - С. Америка	- 27,3	- 3,9	- 14,2	- 0,5
Примечание: (+) - увеличение угловых размеров; L2 – 1 = (L2 + L1): 2

являются более надежными. Для выявления взаимных перемещений дан-ные табл. 7.1 нанесены на схему (рис. 7.1), изображающую 39-ю параллель при взгляде на нее с северного полюса Земли. Недостающие изменения разностей долгот для участка параллели С. Америка - Япония на рис. 7.1 вычислены из условия Sdl = 0, означающего, что сумма угловых приращений окружности всегда равна нулю, а SDl = 2p = const.