СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2004, том 12, № 4, с. 118-126
КРИТИКА И ДИСКУССИИ
УДК 550.93:52
О ГАЛАКТИЧЕСКОМ ВАРИАНТЕ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ
© 2004 г. Ю. А. Скляров
Саратовский государственный университет, Саратов Поступила в редакцию 25.03.2003 г.
Анализируется модель галактического варианта геохронологической шкалы, в основе которой лежат представления о том, что ее основные реперные моменты обусловлены периодическими прохождениями Солнечной системы через спиральные рукава Галактики. Обсуждаются конкретные механизмы этой модели. Показано, что в предложенном виде модель противоречит современным представлениям о строении Галактики, движении в ней Солнечной системы и не способствует улучшению геохронологической шкалы, а лишь вносит совершенно недопустимую путаницу.
Ключевые слова. Геохронологическая шкала, Галактика, галактическая орбита Солнца, космические воздействия.
ВВЕДЕНИЕ
В работе "Геохронологические шкалы и астрономическое время (современное состояние проблемы)" (Баренбаум и др., 2002) рассматривается чрезвычайно важный вопрос о путях улучшения существующих стратиграфических шкал, разработки шкалы, обладающей планетарным значением. Авторы пишут, что "на основании более точного учета гравитационного потенциала Галактики предложена шкала геологического времени, не уступающая по точности геохронологической" (с. 3).
Авторы пишут, что "затронутые в статье проблемы нуждаются в более тщательном и углубленном анализе и в самом широком обсуждении" (с. 14).
И действительно, есть что обсуждать. Уже беглое знакомство с названной статьей показало, что, по крайней мере, у одного из авторов налицо совершенно особый подход к научной деятельности. Для более углубленного знакомства с проблемой нами проанализированы и другие опубликованные источники (Баренбаум, 1995; Баренбаум, Ясаманов, 1995, 1999; Баренбаум, 1998; Павлов и др., 1991). Есть еще ряд публикаций, но и того, что оказалось доступным, достаточно, чтобы составить представление о развиваемой концепции и применяемых при этом методах.
О том, что Земля подвергается различным космическим воздействиям, известно давно. Работы развиваются в самых разных направлениях. Объективный обзор проблемы в целом можно найти в брошюре (Владимирский, Кисловский, 1986) с предисловием академика РАН А.А. Боярчука. В самой постановке вопроса о воздействии космических объектов на эволюцию Земли и биосфе-
ры, попытке увязать их с геологическими событиями, нет ничего необычного. Однако проблема должна решаться в полном соответствии с накопленными астрономической наукой знаниями и выявленными фактами. Как и в любой отрасли знания, здесь произвол не допустим. В проблеме происхождения Солнечной системы и Земли, в частности, действительно обнаружены факты, независимо указывающие на существование трех временных масштабов в эволюции Земли. Есть и предлагаемые объяснения (Марочник, Сучков, 1984). Но об этом - позже.
В нашем анализе будем использовать классическую книгу П.П. Паренаго (1954), капитальную монографию Л.С. Марочника, А.А. Сучкова (1984), содержащую более 800 рассмотренных источников, а также другие работы.
Суть ряда разделов книги (Павлов и др., 1991), а также других работ А. Баренбаума и соавторов, сводится к тому, что все критические события в геологической истории фанерозоя объясняются тем, что Солнечная система и Земля при своем обращении вокруг центра Галактики через определенные промежутки времени пересекают "галактические струйные потоки". После "обнаружения явления струйного истечения газо-пылевого вещества из центра Галактики (цит. по Баренбаум, 1998) ситуация радикально изменилась". В этой же работе говорится уже об открытии: "В результате данного открытия было установлено (ссылки на две публикации А. Баренбаума), что все основные события фанерозоя, ассоциируемые с границами периодов геохронологической шкалы, являются прямым следствием регулярно повторявшихся через 20-37 млн. лет пересечений Солнечной системой галактических струйных потоков. При этом всякий раз в такие эпохи за время
=1-5 млн. лет нахождения Солнца в этих потоках на Землю могло выпадать ~102-103 массивных галактических комет..." (с. 15) и т.п. Сразу заметим, что в работе (Баренбаум и др., 2002) теми же словами и за тот же период (с. 7) сказано, что "может выпадать в общей сложности до нескольких сотен тысяч галактических комет", т.е. >105 комет. Где истина? Кто делал оценки? Ссылок нет. Это оказалось общим правилом. По всем вопросам, касающимся расчетов орбиты движения Солнечной системы, строения Галактики, "построения шкалы" критических событий нет ссылок на работы астрономов, а есть - на работы А. Ба-ренбаума. Учитывая это, мы вынуждены были более подробно рассмотреть достоверность того, что получено им с соавторами в области галактической астрономии.
ОБ ОСНОВАХ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ
Основные соображения концептуального плана изложены в работе (Павлов и др., 1991) (разделы, написанные Баренбаумом). Рассмотрим их подробнее.
В подразделе 22.2.1. "Построение модели цикличности" делается попытка определения параметров галактической орбиты Солнца. Приводим формулы (22.5):
а = Р/(1- е );
Ь = Р /л/1 - е2 = ал/1 - е2,
где а - большая, Ь - малая полуоси, е - эксцентри-
2
ситет эллиптической орбиты; Р = Z/(GMц М0) -параметр эллиптичности; Z - момент инерции Солнца относительно галактического центра (в тексте обозначено Ь, мы заменили на Z, ибо Ь -символ размерности длины, см. ниже); Мц - "центральное сосредоточие массы Галактики"; М0 - в тексте нет, по-видимому, это масса Солнца.
Не касаясь пока дальнейшего, отметим, что из выражений для а и Ь следует, что размерность Р есть длина (будем использовать обозначения для размерностей в системе СИ), т.е. [Р] = Ь. Но тогда
2
сразу вопрос: Р = Z/(GMцМ0) дает для Р размер-Т2
ность [Р] = (Т - время, Ь - длина, М - масса).
Явная неувязка?!
Берем следующую формулу (22.6):
Р
ед =
1 + e cos ф'
Здесь Я(ф) - расстояние Солнца от центра Галактики, ф - фаза по автору. Сразу видно и отсюда, что Р должно иметь размерность длины. Дей-
ствительно, уравнение эллипса в полярных координатах имеет вид (Миланкович, 1938):
R (ф) =
b2/a
1 + e cos ф
где "фаза" в астрономии называется истинной аномалией. Таким образом и формула (22.6) с величиной Р непонятно что означает.
Следующая формула (22.7):
Z I-2
У (ф) = -*j1 + Ze cos ф + e
уже потому не имеет смысла, что под корнем, кроме безразмерных, есть размерная величина Z.
2 3
И даже если бы не это, размерность [Z/Р] = ——
T2
ничего общего с размерностью скорости (в левой части) не имеет.
Далее, формула (22.8):
t -1 г
= I
Фо
(1 + e cos ф)
2
Это равенство имеет продолжение, но дальше нет смысла писать, ибо слева - время, а интеграл написан в углах и будет выражен в радианах!
Формула (22.9):
То = 2 kJ a3/( GM4),
где Т0 - орбитальный период Солнца. Верное выражение, оно известно из справочной литературы и получается из приравнивания центробежного ю2Я и центростремительного ускорения GMц/Я2
2п
для случая кругового движения. ю = — , а при эллиптическом движении вместо Я используется большая полуось а (среднее расстояние от притягивающего центра до движущегося тела). Однако автор несколько ниже пишет (Павлов и др., 1991; с. 448): "С использованием формулы (22.9) получим массу Галактики, заключенную внутри среднего радиуса солнечной орбиты. Мц = 1.48 х х 10ПМ0. Найденное значение весьма хорошо согласуется с другими известными оценками, дающими для этой массы (1.0-1.4) х 10ПМ0". Создается впечатление, что формула и оценка получены автором!
Формула, сразу следующая за (22.9) для средней скорости движения по орбите V:
2п
У
= 11 у(Ф) ^ = ^M
/a3
о
неверна, корень квадратный из приведенного выражения не имеет размерности скорости. Правильное выражение получается из того же равенства ускорений, только для центробежного уско-
рения надо брать выражение
V_
R
— гл2
ffl2R. Приносим
извинения за то, что разжевываем этот примитив (Сучков, 1988; с. 32). Правильная формула имеет вид:
V = ^вЫ ц/а.
Далее автор (Павлов и др., 1991) пытается найти параметры галактической орбиты Солнца. Он приводит известные выражения для максимальной (перигалактий) и минимальной (апогалактий) скоростей эллиптического движения (22.11):
Vмах = V (1 + е)/(1- е)
и VмIN = ^ (1- е) / (1 + е). Затем ссылается на формулу (2.6) в той же книге:
Р (ф) В ^[ф + (2К- 1 )(п/4)]
Кк(ф) = Кое .
Это, по автору, уравнение логарифмической спирали для спиральных рукавов Галактики. Як - радиус к-й спирали; - радиус центрального кольца; а - параметр закрученности спиралей.
Далее автор (Павлов и др., 1991, с. 447-448) рассуждает: "... система соотношений (2.6) и (22.11), являясь строгой, связывает между собой как известные из наблюдений, так и неизвестные характеристики галактической орбиты Солнца". Отсюда трудно что-либо понять. И автор добавляет: "Воспользуемся выражениями (2.6) и (22.11) для нахождения интересующих нас параметров солнечной орбиты а, е и ф по тем ее элементам, которые могут быть определены экспериментально". Выбирая расстояние Солнца от галактического центра, тангенциальную составляющую скорости Солнца относительно центра Галактики
V = У(ф)соз в = 233 км/с (заметьте, что ранее V обозначала среднюю скорость Солнца; в - неизвестный угол и неизвестно откуда он взят), автор пишет: "И, наконец, из двух возможных решений задачи (?) выберем то, для которого вектор скорости V (ф) согласуется с направлением апекса". Здесь делается важная ссылка: "Апекс - верхушка. Для Солнца - точка небесной сферы, к которой направлено его движение, расположена в созвездии Геркулеса". Чтобы понять всю абсурдность такого выбора требуются пояснения. А. Баренбаум всюду рассматривает Солнце как одиночную звезду. И конструирует орбиту для одиночного Солнца. Между тем хорошо известно, что Солнце обладает местным "пекулярным" движением относительно центроида группы
близких звезд. Приведем для краткости несколько цитат из П.Г. Куликовского (1978, с. 66). «Кроме "стандартного" (относительно близких и ярких звезд до 5-й - 6-й звездной вели
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.