Статья в Энциклопедическом Фонде

Тепловые машины Земли

Нажмите, чтобы увеличить! Тепловые машины Земли. Впервые мысль о тепловых машинах Земли сформулировал в науке выдающийся французский физик Ф.А. Араго [1829]: Атмосферная машина для выкачивания воды представляет снаряд безукоризненный, и прерывистость его действия не представляет никаких неудобств.
Через 100 с лишним лет эту идею развил крупнейший русский океанолог академик В.В. Шулейкин, который построил пять моделей таких машин применительно к границе океан-атмосфера-суша.
Вслед за метеорологами и океанологами интерес к тепловым машинам Земли начали проявлять геофизики и геологи. Анализ связей между аномальными значениями плотности теплового потока нашей планеты и аномальными (по отношению к сфероиду) областям геоида позволил обсуждать возможные тектоносферные аналоги тепловых машин В.В. Шулейкина. А.Н. Павловым (1990) были предложены три таких аналога.
Аналог машин первого роды. В отличие от атмосферных машин этого рода нагреватели и холодильники имеют здесь не субширотную, а субмеридиональную поясность. При этом можно говорить о четырех крупных конвективных ячейках в верхней мантии, в основном в слое, который называется астеносферой. Существует структурная общность внешних и внутренних тепловых машин первого рода. По КПД эти феномены близки: (1,7-2,0)% у атмосферных машин и (0,1-1,0)% для тектоносферных.
Тектоносферные аналоги машин второго рода. Анализ распределения положительных и отрицательных аномалий геоида показывает, что близкие абсолютные значения этих аномалий располагаются симметрично и могут быть объединены в пары. Каждая пара таких сопряженных аномалий естественным образом оконтуривается линией близкой к окружности. Эти структуры похожи на термобарические сейши В.В. Шулейкина.
Обращение к таким аналогам имеет бесспорную пользу, так как формирует вполне конкретный подход к известным геологическим фактам и позволит применить в геологии уже разработанные математические схемы и решения. Появляется возможность перейти и к аналоговому моделированию, если не основных, то хотя бы вспомогательных задач. Проверка же и уточнение сейшевых моделей тектоносферы должна заключаться не только в анализе традиционной геологической информации, но и в попытках количественной оценки различных параметров тех или иных составляющих тектоносферы. Например, вязкости, средних коэффициентов теплопроводности, упругоемкости и т.д.
Сегодня еще трудно сказать, к машинам какого рода, второго или третьего, тектоносферные сейши ближе. Если тектонический цикл удастся уподобить астрономическому году и окажется, что распределение в нем внутреннего тепла Земли обусловливает различное нагревание сейшевых полюсов, появятся основания считать тектоносферные сеши машинами второго рода. Если же температурные аномалии сейшевых полюсов имеют постоянный знак, то более близким аналогом будут атмосферные машины третьего рода.
Рассмотренные аналогии не являются явными и требуют дальнейшего анализа.
(См. подробнее - Тепловые машины Земли).

Литература
1. Павлов А.Н. Тектоносферные сейши - динамический тип региональных геологических структур // В кн.: Идея развития в геологии. Вещественный и структурный аспекты. - Новосибирск: Наука, 1990. - С. 142 - 151.
2. Шулейкин В.В. Физика моря. - М.: АН СССР, 1968. - 1084 с.
Энциклопедический Фонд