Небесная механика
Если бы Земля вращалась вокруг своей оси совершенно прямо, не было бы времен года. Именно наклон земной оси определяет, что полгода Северное полушарие получает больше тепла, чем его южный собрат, поскольку подставлено Солнцу, которое, как нам кажется, стоит выше в небе, потому как его лучи падают на поверхность «прямее», и это называется лето. В другие полгода все наоборот на севере зима, а на юге, соответственно, лето. Кроме того, Земля вращается вокруг Солнца не по круглой орбите, а по несколько вытянутой по эллипсу. На протяжении года Земля один раз проходит на орбите точку, где она немного ближе к Солнцу, а через полгода точку, где она немного дальше[67].
На самом деле все еще запутаннее: эти особенности нашего мира и его орбиты меняются со временем под влиянием гравитации других планет Солнечной системы, особенно гиганта Юпитера. Космические условия существования Земли меняются под воздействием трех главнейших факторов, и они и составляют набор небесных циклов, о котором я коротко упомянул в предыдущей главе. Во-первых, наша орбита становится то более круглой, то более вытянутой, и это происходит в течение примерно 100 000 лет это цикл эксцентриситета. Во-вторых, примерно за 41 000 лет наклон Земли относительно Солнца колеблется между 22,2° и 24,5°, что попеременно то подставляет полюса под солнечные лучи, то прячет от них. Этот наклон сильно влияет на выраженность времен года, поэтому даже крошечные изменения угла означают, что Арктика летом получает немного больше или немного меньше тепла. А третий, самый короткий цикл, цикл в 26 000 лет, на протяжении которых ось планеты описывает круг, будто пошатнувшийся волчок: это называется прецессией. Прецессия обеспечивает смену времен года, когда Северное и Южное полушарие наклоняются к Солнцу (поэтому ее еще называли «предварение равноденствий»). Сейчас Северный полюс совершенно случайно указывает на Полярную звезду, что делает ее крайне полезной для навигации, как мы убедимся в главе 8, однако пройдет еще примерно 12 000 лет, и вращение наклонной земной оси сместит полюс к другой северной звезде, Веге, а лето в Северном полушарии будет приходиться на нынешний декабрь.
Циклы Миланковича: изменения параметров орбиты Земли и наклона земной оси, влияющие на наш климат
Изображение создано автором этой книги.
Поэтому климат на Земле определяется удлинением орбиты, а также наклоном и вращением оси нашей планеты, которые подвержены циклическим изменениям. Эти периодические колебания и называются циклами Миланковича, о которых я упоминал в предыдущей главе, в честь сербского ученого, который первым разобрался, как эти космические периоды меняют земной климат. Циклы Миланковича в целом не снижают общее количество солнечного света, попадающего на поверхность Земли за год ее обращения по орбите, они влияют лишь на распределение солнечного тепла между Северным и Южным полушарием, а следовательно, на выраженность времен года.
Примечания
1
Значительно подробнее о том, из каких источников в Земле берутся химические элементы в человеческом организме, см. Stager (2014) и Schrijver (2015).
2
По стечению обстоятельств, Восточно-Африканский рифт послужил не только эволюционной колыбелью и первым местом обитания для зародившегося человечества, но и местом, где провел детство я сам: я ходил в школу в Найроби, а каникулы проводил с семьей в саванне, на озерах и в окрестностях вулканов рифтовой долины. Там и зародился мой интерес к нашему происхождению, сохранившийся на всю жизнь.
3
Crutzen (2000); Ruddiman (2015); Lewis (2015).
4
Dartnell (2015), Дартнелл (2017).
5
К тому, какое событие планетарного масштаба поспособствовало возникновению приматов как группы, мы вернемся в дальнейшем, в главе 3.
6
Arnason (1998); Patterson (2006); Moorjani (2016).
7
Rothery (2010), p. 53.
8
Cane (2001).
9
King (2006).
10
Stow (2010), Kindle location 740.
11
Maslin (2014).
12
Ibid.
13
Jung (2016).
14
Maslin (2013); Shubin (2014), p. 179 (Шубин, 2013); Fer (2017).
15
Cane (2001).
16
Lieberman (2014), p. 68 (Либерман, 2018).
17
Chorowicz (2005).
18
King (1994).
19
King (2006); Bailey (2011).
20
По названию песни «Битлз» Lucy in the Sky with Diamonds, которую археологи в 1974 году в честь этой находки включили на полную мощность в своем лагере.
21
При разговоре о живых организмах родовое название принято сокращать. Поэтому Australopithecus afarensis становится A. afarensis. Например, динозавр Tyrannosaurus rex известен широкой публике как T. rex.
22
Ibid.
23
Berna (2012).
24
Gibbons (1998).
25
Ermini (2015).
26
Bramble (2004).
27
Bradley (2008).
28
Maslin (2014).
29
Найденные археологами орудия каменного века изготавливались из разных материалов кварцита, сланца, вулканического обсидиана и кремня. Эти виды пород состоят в основном из кварца в виде двуокиси кремния. Кварц стал основным материалом для множества революционных изобретений на протяжении всей истории нашего вида: от каменных орудий и стекла до высокочистых кремниевых пластин в современных компьютерных микросхемах. В этом отношении Восточно-Африканская рифтовая долина, на протяжении более 2 миллионов лет служившая центром высоких технологий изготовления каменных орудий труда, заслуживает звания первой Кремниевой долины.
30
White (2003).
31
Potts (2013).
32
Maslin (2007).
33
Maslin (2007); Trauth (2010).
34
Maslin (2007).
35
Maslin (2007); Trauth (2010).
36
Trauth (2010).
37
Maslin (2014); Potts (2015).
38
Trauth (2007); Maslin (2007).
39
Maslin (2007).
40
Potts (2015).
41
Maslin (2014).
42
Ibid.
43
Neimark (2012).
44
Ibid.; McKie (2013).
45
Jung (2016).
46
Giosan (2012).
47
Reilinger (2011).
48
Garzanti (2016).
49
Два главных исключения из этой закономерности расположения первых цивилизаций на стыках тектонических плит цивилизации Египта и Китая. Однако египетскую цивилизацию поддерживали регулярные разливы Нила, удобрявшие почву плодородными осадками, намытыми в верховьях реки, в горах, окружающих тектоническую рифтовую долину в Эфиопии и Руанде. А китайская цивилизация зародилась на равнине бассейна Желтой реки (Хуанхэ) на севере и лишь затем распространилась на юг, в долину реки Янцзы; обе эти реки текут с Тибетского плато, которое возникло в результате континентального столкновения Индии с Евразией. Поэтому и египетская, и китайская цивилизации, хотя и не расположены вдоль границы плит, обязаны своим сельским хозяйством (и богатством) недавно возникшим тектоническим особенностям местности.
50
US Geological Survey publications, Plate tectonics and people, https://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/tectonics.html.
51
Shuckburgh (2008), p. 133.
52
О связи между древними цивилизациями и границами тектонических плит см. Force (2008); Force (2010); Force (2012); Force (2015), Ch. 15.
53
Jackson (2006).
54
http://worldpopulationreview.com/world-cities/tehran-population.
55
Jackson (2006); Shuckburgh (2008), p. 133.
56
Kukula (2016), Kindle location 4136; Ruddiman (2016), Ch. 4.
57
Woodward (2014), p. 28.
58
Ibid., p. 111.
59
Stager (2012), Kindle location 305.
60
Ibid.
61
Summerhayes (2015), p. 264.
62
Ibid.
63
Ruddiman (2016), p. 45.
64
Feurdean (2013); Liddy (2016).
65
Summerhayes (2015), p. 255.
66
Franks (1960).
67
В наши дни лето в Северном полушарии приходится на время, когда Земля отстоит дальше от Солнца на эллиптической орбите.