Гравитационный свеллинг планеты - 1

Слово "свеллинг" происходит от английского swelling, что означает "распухание, расширение". А гравитационный свеллинг - это распухание планеты под воздействием гравитации. Наверное, любой человек знает, что под действием гравитации планета может сжиматься. А может ли она расширяться под действием той же самой гравитации? Оказалось, что может. И происходит это благодаря процессу круговорота воды в атмосфере планеты.

Когда вода испаряется с поверхности морей и океанов под действием солнечного излучения, она поглощает некоторое количество солнечной энергии Q. Пар поднимается вверх в холодные слои атмосферы и там конденсируется, отдавая точно такое же тепло Q. Требуются ли затраты энергии на подъём пара? Если рассуждать в старых и ошибочных понятиях потенциальной энергии, то требуются. Согласно традиционной точке зрения, для подъёма пара в верхние слои атмосферы требуется солнечная энергия, которая преобразуется в потенциальную энергию поднимающегося пара, а при дальнейшем падении дождевых капель вниз эта потенциальная энергия капель преобразуется в их кинетическую энергию. Но я уже писал об ошибочности концепции потенциальной энергии в одной из своих предыдущих статей. И также пытался доказать, что подъём пара вверх происходит без выполнения работы, то есть без затрат энергии гравитационного поля на такое движение. А вот дальнейшее падение дождевых капель вниз сопровождается выполнением работы, вследствие чего энергия гравитационного поля планеты переходит в кинетическую энергию капель (на самом деле переходит в энергию физического вакуума, но сейчас нам эта разница не важна).

Причина того, что в случае подъема энергия не требуется, зато требуется в случае падения, состоит в разной плотности поднимающегося пара и падающих дождевых капель. Пар имеет такую же плотность и парциальное давление, как окружающий воздух. Поэтому на него со стороны воздуха действует выталкивающая сила Архимеда, в точности равная силе веса самого пара. И результирующая сила оказывается равной нулю. А если она равна нулю, то и выполняемая ею работа тоже равна нулю (вспомните определение работы как произведение силы на пройденное расстояние A = FL ). Зато дождевые капли имеют плотность намного выше плотности окружающего воздуха и для них результирующая сила уже не равна нулю. Значит, при их падении гравитацинное поле выполняет над ними работу и отдает им свою энергию.

Что присходит при этом с Землей? При столкновении дождевых капель с поверхностью Земли та часть энергии гравитационного поля, которая была передана каплям, тратится на разрушение горных пород и переработку их в минеральное удобрение. То есть назад в гравитационное поле не возвращается. Значит, энергия поля постоянно уменьшается. Так как она прямо пропорциональна квадрату напряжённости поля, гравитационное поле планеты постепенно ослабевает. Оно уже не может притягивать любой предмет на поверхности так же сильно как раньше. И это ведёт к тому, что ослабевает давление, с которым данный предмет давит на основание. В том числе уменьшается давление, с которым вышележащие слои горных пород давят на нижележащие. И эти нижележащие слои, которые раньше под большим давлением были сжаты, при сбросе давления начинают расширяться. Это и есть гравитационный свеллинг.

В ходе свеллинга поверхность Земли увеличивается и земная кора растягивается. Возникают растягивающие напряжения, которые постепенно всё более усиливаются. Когда они превысят предел прочности материала коры, кора трескается на отдельные блоки, что воспринимается обитателями поверхности как землетрясения. Эти блоки (зародыши будущих континентов) в целом никуда не движутся, но расстояние между ними вследствие свеллинга постоянно увеличивается, что создаёт видимость континентального дрейфа. В образовавшихся трещинах земной коры и в непосредственной близости от них начинают действовать многочисленные вулканы, которые выносят на поверхность Земли из мантии пары воды, различные газы и избыток вещества, появившегося там вследствие распухания из-за сброса давления (снижение давления означает снижение плотности). В трещинах между блоками скапливается вода, давая начало будущим морям и океанам.

     Мои расчёты показали, что глобальное растрескивание ранее единого суперконтинента Пангеи на Лавразию и Гондвану должно было произойти примерно 200-250 миллионов лет назад, то есть примерно тогда, когда это и произошло в реальности. До этого момента распухание планеты шло чрезвычайно медленно из-за малого количества воды на планете. После данного события скорость свеллинга резко возросла. Какова скорость свеллинга сегодня? Когда-то я оценил ее величиной около 2.7см/год (на такую величину увеличивается радиус планеты за год). Но потом понял, что это все же сильно много и реальная скорость распухания земного шарика заметно меньше. Дело в том, что раньше я использовал для расчетов обычную формулу потенциальной энергии E = mgh (то, что этот комплекс на самом деле описывает изменение энергии гравитационного поля, сейчас роли не играет). А в реальности эта формула намного сложнее и вывести ее я со своими ограниченными знаниями в математике сегодня не сумею. Мне ясно лишь то, что расчет по новой формуле даст величину свеллинга намного меньше значения 2.7 см/год.