Растущая Земля: из планет в звёзды (стр. 47 )

Введение 4-ой предпосылки существенно упрощает методику и расче-ты, но не позволяет сравнивать измеренные (эллипсоидальные) и

178 Глава 7. Измерения дрейфа континентов .

прогнозируемые координаты, ввиду их заведомого расхождения. При этом расхождения в изменениях координат и в изменениях расстояний между станциями на увеличивающихся сфере и эллипсоиде несущественны. Поэтому сравнения измеренных и прогнозируемых изменений координат вполне правомерны; аналогичные сведения делаются для проверки тектоники плит, в которой прогнозируемые смещения станций также вычисляются на неизменной сфере. Расстояния между пунктами (сферические расстояния) определялись по дугам больших кругов.

Поскольку все приведенные измерения расстояний между пунктами редуцировались к поверхности неизменной планеты, прогнозируемые смещения станций на растущей Земле рассчитаны в двух вариантах. Пер-вый вариант представляет смещения пунктов, редуцированные к по-верхности неизменной сферы. Это так называемые кажущиеся или реду-цированные линейные смещения. Второй вариант представляет реальные (расчетные) линейные смещения (изменения расстояний между пунктами или линейные смещения вдоль меридианов и параллелей) на увеличиваю-щейся сфере. Сравнивать с данными инструментальных измерений можно только кажущиеся линейные смещения, т. е. первый вариант расчетов. Второй вариант, отображающий реальную картину смещений континентов и отдельных их пунктов на растущей Земле, можно сопоставлять с геофизическими полевыми наблюдениями или с картографическим материалом. Следует также иметь в виду, что все угловые изменения величин на растущей сфере для первого и второго вариантов совпадают.

Прогнозируемые изменения координат станций и расстояний между ними могут быть вычислены на предпосылках, отличающихся от принятых, поэтому прогнозируемые величины могут иметь другие значения. Не исключено, что при расчетах по определению смещений в будущем будут найдены более совершенные предпосылки и более совершенные модели растущей Земли. В этой связи рассматриваемую модель деформаций координатной сетки целесообразно обозначить как РП-1 (растущая планета– 1). Численные изменения координат, линейные изменения расстояний и линейные смещения пунктов (редуцированные и расчетные) для модели РП-1 приведены в приложении 1.

Чтобы лучше понять, как соотносятся реальные и кажущиеся вели-чины смещений пунктов на растущей Земле, рассмотрим рис. 7.5, отобра-жающий 39-ю параллель (39°08' с. ш., вид с северного полюса) с пунктами на поверхности земного шара, радиус которого увеличивается со ско-ростью 2 см/год. Цифры на дугах внутренней окружности обозначают величину дуги в радианах. Безразмерные цифры возле стрелок и дуг внеш-ней окружности - это годичные приращения дуг и смещения пунктов в единицах 10-9 радиан. Номера пунктов соответствуют их обозначениям на рис. 1п в прилож. 1. Стрелки показывают направления угловых смещений пунктов относительно меридианов и параллелей. Наряду с этим на рис.7.5 показаны годичные линейные изменения дуг меридианов (сферических расстояний от северного полюса) и параллелей в миллиметрах.

§7.5. Численные изменения координат на растущей Земле 179

Рис. 7.5. Угловые и линейные смещения станций по модели РП-1, расположенных на параллели 39° 08 с. ш., а также линейные изменения дуг параллели между станциями

на большей сфере.

Характерная особенность растущей Земли заключается в преиму-щественном разрастании Южного полушария и смещения параллелей на юг. На рис. 7.5 это проявилось в общем увеличении 39-й параллели на 97,5 мм/год. Это увеличение длины параллели распределилось как на участках с угловыми увеличениями отдельных дуг, так и на участках дуг, угловые размеры которых сокращаются. Смещение 39-ой параллели на юг проявилось также в увеличении расстояний между всеми пунктами параллели и северным полюсом. В то же время угловые изменения широт пунктов положительны, стрелки показывают угловые смещения пунктов на север относительно плоскости экватора. Следует также отметить, что угловым сокращениям участков 39-ой параллели соответствуют мате-риковые области (С. Америка и Евразия), а угловым увеличениям - океа-анические области. Так, Атлантический участок 39-ой параллели увеличи-вается на +0,930∙10-9 рад/год, Тихоокеанский участок - на +3,071∙10–9 рад/год. Эти угловые приращения 39-ой параллели в точности компенси-

180 Глава 7. Измерения дрейфа континентов .

руются угловыми сокращениями на материковых участках параллели.

Редуцированные линейные смещения на рис. 7.5 не приведены. Но их легко получить, имея угловые смещения; для этого величины угловых смещений необходимо умножить на радиус Земли Rн = 6,3711∙10-9 мм. Поскольку Китаб и Юкайя (рис. 7.5) в угловых величинах сближаются вдоль меридиана на ~ 3,69∙10-9 рад/год, то их редуцированное линейное сближение составляет ~ 25 мм/год. На поверхности же растущей Земли эти пункты удаляются друг от друга примерно на 12 мм/год. На этом примере видно, что редуцированные изменения расстояний между пунктами отличаются от реальных не только по величине, но и по знаку.

Аналогично изменяются редуцированные изменения расстояний вдоль параллелей. Например, угловое изменение участка параллели Китаб - Япония (рис. 7.5) составляет –1,167∙10-9 рад/год. Соответствующее ему линейное редуцированное приращение равно –7,5 мм/год, в то время как на растущей сфере этот участок параллели удлиняется на +14,2 мм/год.

Дополнительную информацию о характере изменения расстояний между пунктами Северного полушария (рис. 1п) поставляет рис. 7.6. На нем изображен замкнутый контур, стороны которого соединяют самые северные пункты глобальной сети станций, расстояния между которыми определялись по дугам больших окружностей. Угловые изменения рассто-яний между пунктами показаны на сторонах контура, вне его площади. Знак плюс (+) соответствует увеличению дуги в единицах 10-9 рад/год, а а знак минус (–) - сокращению. Внутри контура показаны линейные рас-четные изменения расстояний в миллиметрах. Редуцированные линейные изменения расстояний не показаны, но их можно получить путем умно-жения радиуса Земли на угловые приращения расстояний. Характерной особенностью рис. 7.6 является преобладание угловых сокращений расстояний, обусловленных преимущественным разрастанием Южного полушария. Линейные расчетные изменения расстояний между пунктами положительны или же равны н– 4).

Особенности смещения пунктов Южного полушария растущей сферы демонстрирует рис. 7.7, на котором нанесен также пункт на Гавайях, расположенных в Северном полушарии. Обозначения на рис. 7.7 те же, что и на рис. 7.5. Однако на наружной окружности (условной параллели) отсутствуют линейные изменения расстояний между пунктами вдоль ок-ружности. Это понятно: пункты не лежат на одной параллели (см. рис. 1п). Отличительной чертой рис. 7.7 является более интенсивное угловое смещение пунктов к северу (кроме Гавайских островов); наблюдается также значительное увеличение разности долгот в Тихоокеанском секторе, например, связь Лос Эрас - Гавайи. Компенсируется это увеличение, в основном, за счет сокращения разности долгот на Австралийском материке (Оррорал - Ярагади) и значительно меньше в секторах Индийского и Атлантического океанов.

Насколько модель деформаций координатной сетки РП-1 соответствует данным лазерных измерений, можно судить по табл. 7.1, в

§7.5. Численные изменения координат на растущей Земле 181

Рис. 7.6. Годичные изменения дуг по замкнутому контуру Северного полушария согласно табл. 2п в приложении 1. Номера станций соответствуют рис. 1п и табл. 2п. Внутри кон - тура у линий, соединяющих станции, показаны реальные изменения дуг (Пi k мм); снаружи

контура – угловые изменения дуг (qi k ∙ 10–9 рад/год).

которых сопоставлены изменения редуцированных линейных расстояний между пунктами лазерной дальнометрии (рис. 7.4) по Рейгберу [447] и соответствующие изменения на модели РП-1. Кроме того, для модели РП-1 приведены угловые и расчетные линейные расстояния между пунктами. Последние, по условию построения модели РП-1, почти всегда положительны (сокращения расстояний на поверхности растущей сферы не предусмотрены). Если сокращения иногда и получаются, то они небольшие и обусловлены короблением периферийных участков материков.

Сопоставление редуцированных линейных изменений сферических дуг по СЛД и модели РП-1 свидетельствует о хорошем их качественном соответствии. Знаки изменений совпадают за исключением одной дуги Ветцель - Оттава. Количественных совпадений на данном этапе измерений и при первой попытке численного моделирования требовать не приходится: велики еще погрешности измерений и не

182 Глава 7. Измерения дрейфа континентов .

исключены недостатки в численной модели РП-1. В частности, в модели РП-1 несколько ограничено раскрытие Атлантики, в натуре оно может быть больше и тогда сферическая дуга Ветцель - Оттава действительно будет удлиняться не только в линейных, но и в угловых величинах. Этот недостаток может быть исправлен, но делать это преждевременно, так как величина ошибки измерений дуги Ветцель - Оттава (табл. 7.1) такова, что несовпадение знака может быть объяснено погрешностями измерений или же непостоянством спрединга.

Таблица 7.1

Скорости изменения расстояний между пунктами по модели

РП-1 и по данным лазерной дальнометрии [447]

		Изменения длин дуг
Наименование	№ №	редуцированные	истинные
сферических дуг	пунктов,	по СЛД	по РП-1
(связей)	рис. 1п	линейные, мм/год	угловые, 10-9 рад/год
Ветцель - Япония	2-13	- 48 ± 56	- 19,97	+ 8,16	- 3,131
- ” - Оттава	2-30	+ 13 ± 20	- 8,90	+ 10,92	- 1,396
- ” - Арекипа	2-41	- 21 ± 19	- 20,38	+ 14,11	- 3,199
- ” - Ярагади	2-52	- 22 ± 26	- 21,37	+ 20,30	- 3,354
- ” - Гавайи	2-36	- 66 ± 60	- 12,39	+ 25,82	-1,945
Гавайи - Оттава	36-30	0 ± 8	- 3,64	+ 20,36	- 0,572
- ” - Арекипа	36-41	+ 105 ± 22	+ 13,68	+ 45,46	+ 2,147
- ” - Ярагади	36-52	- 63 ± 7	- 8,75	+ 25,66	- 1,373
- ” - Япония	36-13	+ 40 ± 42	+ 5,66	+ 25,26	+ 0,888
- ” - Форт Девис	36-33	+ 153 ± 11	+ 1,78	+ 18,46	+ 0,280
Ярагади - Арекипа	52-41	+ 85 ± 22	+ 49,43	+ 96,20	+ 7,758
- ” - Япония	52-13	- 167 ± 11	- 24,71	+ 0,52	- 3,879
- ” - Оттава	52-30	- 78 ± 17	- 35,88	+ 20,46	- 5,632
Арекипа - Оттава	41-30	- 7 ± 6	- 5,73	+ 21,64	- 0,900

Если оценить огромную работу по определению дрейфа континентов с помощью измерительной техники в целом, то весь комплекс инструментальных измерений смещения станций и обсерваторий не вызывает сомнений в том, что взаимные перемещения пунктов на земной поверхности и деформации координатной сетки земного шара происходят вследствие неравномерного увеличения планеты, фиксируемого геофизическими наблюдениями и инструментальными измерениями. Выявлению особенностей изменения координат помогает модель РП-1.