Цикли цивілізацій та геофізичні фактори

Існування цивілізацій на протязі голоцену (сучасний геологічний період, який почався близько 12 тис. років тому) характеризується як різкими підйомами, так і різкими спадами, тобто має місце своєрідна пульсація. Що було причиною таких різких змін в історії цивілізацій голоцену?

Більшість дослідників вказує на кліматичні зміни, як основного задатчика таких циклів.

Постановка задачі. Необхідно вивчити, чи існує який-небудь порядок розміщення в часі періодів різної тривалості коливань геофізичних факторів в голоцені. Виявлення такого порядку дозволило би перейти до вирішення наступного етапу – пошуку задатчика такої впорядкованості змін у часі. Одним з варіантів такої впорядокованості могла би бути схема затухаючого коливального процесу з періодами та амплітудами, що плавно зменшуються. Якщо б вдалось довести існування порядку за схемою впорядкованості коливального процесу, що згасає, то виникли б питання про механізми його виникнення. Один з варіантів припускає, що напередодні початкових етапів голоцену відбулись якісь події, котрі запустили коливальний процесс багатьох геофізичних параметрів у голоцені.

Зміна рівня Каспійського моря, зміни положення осі обертання Землі та ширина річних кілець дерев красномовно це підтверджують. Одним з показників, що тісно пов'язаний зі змінами полоG ження полюсів, є зміна швидкості обертання Землі. Тому, якщо має місце залежність рівня моря, у даному випадку – Каспійського, від положення осі обертання, то повинна мати місце і залежність рівня моря також і від швидкості обертання Землі. Для визначення можливої залежності були виG користані ряди щорічних даних про рівень Каспію з 1837 р.по 1974 р. (Н. Крицкий, Д. В. Коренистов, Д. Я. Раткович, 1975) та змін тривалості земної доби з 1837 р. по 1974 р.(L. V. Morrison, 1973).

Якщо виділити з обох часових рядів тренд при ширині вікна 41 і розрахувати функцію когерентності між ними, то ми одержимо, що в діапазоні періодів 30–40 років функція когерентності досягає досить високого значення, рівного або вище 0,8. Це дозволяє говорити про досить значну залежність рівня моря від швидкості обертання Землі і, тим самим, від руху земних полюсів. Щоб показати, що значенння функції когерентності у вказаному діапазоні частот відповідає реальнимперіодам у вказаних часових рядах, можна поG будувати спектри потужності обох часових рядів.

Із спектрів видно, що в діапазоні періодів 30-40 років на спектрах є значні піки. Для вирішення питання про залежність рівня Каспійського моря на більш тривалих відрізках часу, можна використати часові ряди даних про приріст ширини річних кілець дерев. Річні кільця дерев відбивають рівень опадів, що випадають за вегетаційний період.Тому структура річних кілець є записом місцевого клімату минулих епох. А місцевий клімат суттєво залежить від положення осі обертання Землі. Справа в тому, що, як показано роботами І. В. Максимова (1958–1971) кліматичні умови на даній території суттєво залежать від найменших відхилень в положенні земних полюсів. Звідси випливає, що ширина річних кілець дерев повинна чутливо відзиватись на невеликі зміни положення земних полюсів. Як приклад – розглянемо часовий ряд даних про ширину річних кілець модрини Гмеліна (Larix Gmelini), що росла на Таймирі. Дані і взяті з монографії Н. В. Ловеліуса. Якщо порівняти графік нерівномірності обертання Землі з графіком ширини річних кілець модрини Гмеліна в мм, то видно, що існування деякої залежності між ними припустиме, бо криві знаходяться майже точно в протифазі. Функція когерентності, розрахована для цих двох рядів в діапазоні коливань з періодми 20–18 років, досягає значного рівня. Так, для періоду 18, 46 років вона досягає значення 0,80, тобто, можна говорити про наявність залежності на деяких частотах. Оскільки нерівномірність обертання Землі свідчить про процеси, що пов’язані з рухом полюсів, то можна вважати, що часові ряди даних ширини річних кілець дерев є, якби, записом інформації також і про флуктуації положення земних полюсів. Тому можна користуватись часовими рядами даних про ширину річних кілець дерев як індика тором флуктуацій положення земних полюсів. Для наших цілей були використані часові ряди даних про ширину річних кілець секвойї (Sequoia gigantea), зібраних Дугласом (A. E. Douglass, 1919) з І р. н. е. по 1914 р. та дані про рівень Каспійського моря від початку нашої ери до 1980г. (по десятиріччях), зібрані С. І. Варущенко, А. Н. Варущенко і Р. К. Кліге (1987). Розрахунок функції когерентності між обома рядами показує, що в діапазоні періодів коливань 200–300 років значення цієї функції, досягає 0,76 та вище, що означає досить значну залежність обох змінних від одного і того ж фізичного процесу – флуктуацій положення полюсів Землі.

Рух земної осі в голоцені за даними про зміни рівня Каспійського моря

Вище було показано, що на різних часових відрізках існує зв'язок між змінами рівня Каспійського моря та нерівномірністю обертання Землі або положенням осі обертання Землі. Розглянемо зміни положення осі обертання Землі в голоцені за даними про зміни рівня Каспійського моря.

А. Н. Варущенко, С. І. Варущенко та Р. К. Кліге (1980) привели результати визначення рівня Каспийського моря на основі аналізу гіпсометричного положения відібраних на узбережжі молюсків, для яких вдалось визначити абслютний вік. Аналізом охоплені опубліковані радіовуглецеві дати моллюсків, вік яких не старший 18,5 тис. років. Були використані також матеріали про зміни рівня Каспію за останні 2,5 тис. років, одержані на основі аналізу археологічних памятників та літературних джерел.

Таким чином, була одержана крива зміни рівня Каспійського моря в голоцені, приведена на рис.1. Крива має вигляд затухаючого коливання з амплітудою, що плавно зменшується і таким самим плавним змінним періодом (у сторону зменшення).

Найбільше відхилення від середнього сучасного рівня відзначається 12000 років тому. Це найбільше відхилення заслуговує окремого обговорення. Перші чотири коливання здійснюються за періодом, що зменшується, так що перше коливання здійснюється за період у 2300 років, а наступні – з меншими періодами. Вже в наступних кількох коливаннях виступають коливанння з періодами коло 1700–1800 років, що в якійсь мірі перегукується з відомим кліматичним циклом А. В. Шнітнікова з періодом 1860 років (А. В. Шнітніков, 1964). Інтерпретація досить складної кривої коливань рівня Каспійського моря в голоцені може проводитись, наприклад, як результат генерації коливань одним осцилятором, котрий підлягає впливу поштовхів, які можуть його коригувати. Як коригуючі поштовхи, можуть розглядатись поштовхи, що йдуть зсередини або ж тi, що йдуть ззовні, як результат припливних сил найближчих небесних тіл.

Дані про зміни рівня Каспійського моря в голоцені дозволяють зробити попередню оцінку коливань осі обертання Землі. У роботі І. Н. Гудзь (1963) показано, що коли кут нахилу осі обертання Землі зміниться на 27 хвилин, то Аральське, Каспійське, Чорне та Середземне моря об'єднаються в одну систему, що пов'язана зi Світовим океаном і, тим самим, їх рівень стане однаковим з рівнем Світового океану. На рис.1 це може відповідати максимальній висоті рівня Каспійсього моря, котрий був досягнутий 12000 років тому, коли відбулось максимальне відхилення земної осі обертання від попереднього положення (коли відбувся гіпотетичний поштовх, який запустив коливальний процесс встановлення нового положення земної осі обертання). Сучасні коливання положення полюсів в межах десятих долей секунди (Я. С. Яцків, А. А. Миронов, А. А. Корсунь, В. К. Тарадій, 1976) відповідають коливанням рівня Каспію протягом останніх десятиріч (1–2 метра), що відповідає сучасному рівню Каспію, відмічено на рис. 1 пунктиром.

Подія, яка дала початок коливанням земної осі в голоцені

У кінці останнього зледеніння, перед початком голоцену в Європі наступили найбільш суворі кліматичні умови. А. А. Величко (1987) вважає, що 18–20 тис.років тому можна розглядати як головний термічний максимум не тільки плейстоцену, але і мезокайнозою. У цей час встановились надзвичайно низкі середні річні температури (близько –10, –15 градусів за Цельсієм). Екстремально холодні умови тривали близько 3–5 тис. років. Біля 13 тис. років тому починається перехідний процес різкої зміни кліматичних умов. За якихось 2–2, 5 тисячі рокiв потужні льодовики були розтоплені, деградувала багаторічна мерзлота в Східній Європі. Це значне підвищення температури відбувалось не плавно, а циклічно – періоди різких потеплінь змінювались періодами різких похолодань. Є підстави вважати, що в цей час відбулась якась досить рідкісна подія, котра змінила не тільки климатичні умови на Землі, вона дещо змінила також характеристики земної орбіти. Про це говорять відомості, які є в стародавніх календарях. Стародавні календарі Єгипту, Індії, Ассірії, а також по ту сторону океану – календарі народу майя вказують на рік тривалістю 360 днів. Можливо, саме таким був період обертання Землі навколо Сонця до цієї події (І. А. Климишин, 1985). У своєму діалозі «Тімей, або про природу речей» Платон вказує на цей час як на переломний момент в історії людства – згідно з викладеним ним переказом, у цей час (за 9000 років до Платона) развинута цивилізація атлантів, яка існувала на великому острові, загинула, оскільки острів за одну ніч опустився у води океану. Стародавній китайський переказ свідчить про зміни зоряного неба, що вказує на помітну зміну кута нахилу земної осі в той час (Юань Кэ, 1968).

Як на можливу причину події, Платон вказує на небесні тіла, котрі рухаються в околі Землі – вони час від часу відхиляються від своїх шляхів.Тут можливі два варіанти інтерпретації думки Платона : а) відхилення небесних тіл від своїх шляхів привело до контакту iз Землею; б) подія була безконтакною і вона регулярно, через великі проміжки часу може повторюватись. Ідея повторюваності такої події є в діалозі Платона.

Порівняно недавно (1990г.) групою E. Bard, B. Hamelin, R. G. Fairbanks, A. Zindler було показано, що зміни в часі швидкості підвищення рівня Атлантичного океану, який визначено за коралами в районі острова Барбадос, має дві аномалії. Ці аномалії можна інтерпретувати як сплески швидкості підвищення рівня. Найбільш потужний сплеск приходиться на 12,3 тис.років тому, а приблизно 2,5 раза менш потужний сплеск – на 10,0 тис. років. Датування за даними радіовуглецевого аналізу. Інтервал часу між ними складає 2,3 тис.років. Важливо відтмітити, що цей менш потужний сплеск приблизно в два рази менш тривалий в часі. В роботі А. Н. Варущенко та співавторів (1980) було показано, що рівень Каспійського моря за останні 18,5 тис років мав значні коливання. Найбільше відхилення від середнього сучасного рівня мало місце 12 тис. років тому. Наступне відхиленняя, яке також майже в 2,5 раза менше за амплітудою, мало місце 9,7 тис. років тому. Інтервал часу між цими відхиленнями також складає 2,3 тис.років. Виходить, що в Атлантичному океані і в Каспійському морі відбувались дуже подібні процесси, з тією суттєвою різницею, що оба значних підвищення рівня Каспійсього моря відбувались iз запізненням на 0,3 тис.років. Таке запізнення можна пояснити, якщо уявити, що вся земна куля була охоплена якимось єдиним процесом, котрий сильно впливав на рівень морів та океанів. З роботи Г. Д. Хізанаш Віліі (1960) випливає, що причиною суттєвої зміни рівня морів та океанів можуть бути навіть невеликі зміни кута нахилу земної осі, оскільки це призводить до суттєвих змін віддалі окремих ділянок поверхні геоіду від центру планети. Тоді запізнення могло виникнути в результаті того, що після досить значного відхилення земної осі від якогось вихідного положення 12,3 тис. років тому, внаслідок гіроскопічного ефекту повернення осі обертання до вихідного положення в просторі, повинно було відбуватись по спіралі.

Тому другий сплеск підвищення рівня Атлантичного океану, що мав місце 10 тис. років тому, мав значно меншу амплітуду ніж перший, і його можна розглядати як прояв того, що вісь обертання описала в просторі один виток спіралі і рівень цієї ділянки океану знову дещо підвищився через деформації геоіду. Звідси стає зрозумілим і інтервал між двома сплесками рівня океану, що становить 2,3 тис.років. Це час, за який вісь обертання описала один (перший) виток (тобто 360 градусів) спіралі, по якій вона поверталась у вихідне положення в просторі.

В цей же час відбулась короткочасна зміна характеристик геомагнітного поля, відома як экскурс «Готтенбург» (N. A. Morner, J. Lanser, 1984). Верхній кордон цієї події датується 12350 років тому. Але такі події мають значно впливати на рівень поверхневих та підземних вод на конкретних ділянках земної поверхні.

Коли нахил осі обертання був сприятливим, то річки й озера були дуже повноводними, клімат був м'який та вологий. При несприятливому нахилі осі обертання, річки та озера дуже міліли, наступали суворі посухи.

Природно, що все це дуже відбивалось на розвитку та і на самому існуванні цивілізацій голоцену, що розвивались в конкретних регіонах. Якщо взяти для прикладу Трипільську культуру, то її існування приходиться на період, що відбиває рівень Каспію в 6–4 тисячоліттях до н. е. Як видно з рисунка, в цей період мали місце два підйоми рівня Каспійського моря, черговi зниження рівня поверхевих та ґрунтових вод, що мали місце на початку 3 тисячоліття до н. е. Трипільська цивілізація це не пережила. Можливо, справедливою є догадка Н. Денисюк про те, що зниження рівня ґрунтових вод, річок та озер призвело до зникнення Трипілля.

Сказане дозволяє зрозуміти надзвичайну увагу стародавніх цивілізацій до подій, що відбувалися в небі. Можна сказати, що існував свого роду культ астрономічних явищ. Велика кількість знайдених стародавніх обсерваторій дозволяє припустити, що древнi не гірше за нас розуміли, що кут нахилу осі обертання Землі плавно, але неухильно змінювався, розуміли, що це несе кліматичні зміни і намагались прогнозувати такі події, щоб своєчасно підготуватись та провести необхідні заходи – переселення, міграції тощо. На рис. 2 показано зміни ширини річних кілець сосни остистої, котра росла по той бік океану – на території сучасного американського штату Арізона. Малюнок взятий з роботи Г. Є. Комарова та співавторів (1986 р.). Як видно з рис.2, ширина річних кілець сосни протягом тисячоліть змінювалась циклічно, періоди циклів поступово зменшувались. Саме так змінювався рівень Каспійського моря. Але є суттєва різниця – коливання рівня Каспію і ширини річних кілець сосни знаходяться в протифазі.

Це значить, коли був підвищений рівень Каспію, в цей час спостерігався засушливий пеіод в Арізоні. І навпаки, коли були сприятливі періоди для сосни в Арізоні, то рівень Каспію знижувався. Це свідчить саме про зміни кута нахилу осі обертання Землі, про глобальність кліматичних змін, та про ув’язаність їх із рухом земних полюсів.