прохождения Земли от одной
точки равноденствия
до другой
Q, этот интервал не может быть всегда константным, поскольку мы видели, что точки зимы и лета (
Р и
А), а наряду с ними и точки равноденствий (
Q и
) не постоянны, а смещаются вдоль орбиты один раз за 21 000 лет. Если бы орбита являла собою точный круг, то линии
и
ра всегда делили бы ее на равные части. Но ведь орбита — это эллипс, и его части неравнозначны.
Предположим, например, что зима пришла, когда Земля находится в точке Р, тогда длительность лета будет определяться точками
, но когда зима совпадет с точкой
А, время лета определится точками
, и сегмент эллипса будет, естественно, меньше, чем тот, что лежит между точками
. Эта неодинаковость связана с эллипсовидной формой орбиты. И чем более удлиненной является форма эллипса, то есть эллиптичности орбиты, тем больше будет разница между длительностью лета и зимы в полушариях. Сейчас эллиптичность орбиты измеряется разностью между минимальным и максимальным удалением Земли от Солнца, и в астрономии это называется эксцентриситетом земной орбиты. Его величина не является постоянной, но меняется, хотя и медленно, с течением времени, и орбита становится все более и более эллиптичной, пока не достигнет максимальной степени вытянутости, а вслед за этим она снова начинает уменьшаться до своей исходной величины.
Длительность зимы и лета варьируется в соответствии с изменениями эксцентриситета орбиты, и выше уже было указано, что разность между длительностью зимы и лета зависит также от положения линии равноденствий или от тех точек на земной орбите, на которые приходятся периоды зимы и лета в полушарии. Объединяя результаты этих двух вариантов, можно сказать, что разность между длительностью лета и зимы бывает самой долгой, когда эксцентриситет Земли достигает максимума, и, соответственно, зима и лето приходятся на точки перигелия и афелия. Было также установлено, что наибольшая такая разность равна 33 дням, а в наше время она измеряется отрезком времени в 7,5 дня. Итак, если зима бывает в Северном полушарии, когда Земля находится на точке Р своей орбиты и эксцентриситет достигает своего максимума, эта зима будет на 33 дня короче, чем лето этого же периода. Но положение вещей станет обратным через 10 500 лет, когда зима, приходя в точку А, станет, в свою очередь, длиться дольше на те же 33 дня, чем соответствующее ей лето.
Теперь, когда Земля очерчивает своей орбитой положенную площадь в положенное время, Хершель предположил, что, несмотря на разность в длительности протекания зимы и лета (о которой говорилось выше), в целом наша планета получает равное количество тепла, когда проходит от одного равноденствия к другому. Он заметил, что «неравнозначность интенсивности солнечной радиации точно компенсируется взаимной неравнозначностью длительности самих интервалов».
Принимая этот взгляд, д-р Кролль в известной мере поддержал это утверждение. Но Роберт Болл, бывший Королевский астроном Ирландии, показал, приведя математические исчисления в своей недавней работе «По поводу ледникового периода», что эти предположения ошибочны и что общее количество тепла, получаемое от Солнца каждым ^олушарием летом и зимой, варьируется, соответствуя отклонению Земли или наклонению ее оси по отношению к эклиптике, но практически не зависит от эксцентриситета земной орбиты. Принимая все количество солнечного тепла, Получаемое в год Землей, за 365 единиц, или в среднем по одной единице в день, и определяя величину отклонения в 23°37′, Роберт Болл подсчитал, что каждое полушарие должно получать летом 229 таких «единиц тепла» и только 136 зимой. И это не зависит от эксцентриситета орбиты. Хотя эксцентриситет и не влияет на эти цифры, все же мы видим, что длительность лета и зимы меняется в зависимости от него. Предполагая поэтому, что самая долгая зима бывает в Северном полушарии, мы должны отвести в течение одного периода 229 единиц тепла на 166 дней короткого лета и 136 единиц на 199 дней долгой зимы.
Иными словами, разница между ежедневной средней дозой тепла в летнее время и зимой будет в данном случае максимальной, в результате чего лето будет короче и теплее, а зима длительней и холоднее. Снег и лед, накапливаемые за время таких зим, не смогут растаять и исчезнуть за время краткого летнего солнечного тепла, в силу чего в Северном полушарии наступит явление, именуемое ледниковым периодом. Из всего вышесказанного становится очевидным, что условия в Южном полушарии будут носить обратный характер — летние сезоны будут более долгими и прохладными, а зимние короче и теплее. Иначе говоря, ледниковый и межледниковый периоды в условиях двух полушарий будут чередоваться через каждые 10 500 лет, если эксцентриситет Земли будет достаточно велик, чтобы создать ощутимо большую разницу между зимами и летами в каждом полушарии.
Если бы д-р Кролль дошел только до этого уровня рассуждений, его позиция была бы неопровержимой, поскольку та причина, которая описано выше, вполне могла произвести приписываемые ей климатические изменения. В любом случае, если бы это не было единственной причиной наступления периодов ледниковья и постледниковья. то не было бы сомнений в том, что она должно быть признана как один из важнейших толчков к этим изменениям климата. Но д-р Кролль, опираясь на подсчеты данных об эксцентриситете земной оси, приведенные в таблицах Леверье, высчитал, что в течение последних трех миллионов лет было три периода максимального эксцентриситета: первый длился 170 000 лет, второй 260 000, а третий 160 000 лет. В этой схеме выпал срок в 80 000 лет, протекших после завершения третьего, то есть последнего, периода.
Судя по выводам д-ра Кролля, ледниковье в период плейстоцена должно было начаться 240 000 лет назад и закончиться около 80 000 лет назад, вслед за чем наступило постледниковье. В течение этого долгого периода в 160 000 лет должна была происходить неоднократная смена теплого и холодного климата, в соответствии с тем, что зима устанавливалась в полушарии, когда Земля находилась в перигелии или афелии своей орбиты, что происходило каждую 1000 лет за время протекания всего периода. Но поскольку холода могут достигать своего максимума только в ранней части каждого периода, судя по теории д-ра Кролля, то последняя эпоха максимального оледенения была 200 000 лет назад, или около 40 000 лет после начала последнего периода максимального эксцентриситета.
Надежность этих сложных вычислений была, однако, поставлена под вопрос и
