Физика Земли и физкультура
Валерий Петрович Трубицын никогда не стремился ни к славе, ни к получению академических званий, наград и регалий. Но когда академическое сообщество узнало о построенной им теории движения континентов, коллеги почти силой уговорили его подать заявку на члена-корреспондента РАН, и он был немедленно принят.
В числе его научных достижений есть обоснование концепции о горячем газо-жидком состоянии планет-гигантов, доказательство изначального металлического состава земного ядра, эквивалентности уравнений теории Ляпунова и теории Лапласа, создание трехмерной сферической геодинамической модели современной Земли.
Его теория дрейфа континентов с образованием суперконтинентов на несколько лет опередила соответствующие зарубежные работы. На счету ученого более 200 научных трудов, в том числе 2 книги (одна из них издана в США).
Солидный возраст (Валерий Петрович родился в 1930 году) не мешает активному научному поиску. А помогает ему в этом хорошая физическая форма. С юных лет Валерий Трубицын занимался спортом. Среди его спортивных побед звание чемпиона МГУ по фигурному катанию, второе место в чемпионате СССР по стендовой стрельбе, седьмое место в столичном чемпионате по велоспорту.
Сегодня ведущий геофизик мира Валерий Петрович Трубицын дал интервью Вестнику ОНЗ РАН.
Валерий Петрович, как удается держать себя в такой хорошей форме?
Когда мне исполнилось 80, стал часто чувствовать усталость, хотелось полежать, отдохнуть. В 81 год день и ночь болела нога, я с палочкой еле до магазина доходил. И чтобы это вылечить, я решил каждый день делать по пятьсот и более упражнений: сидя болтать больной ногой. На самом деле, это не так-то просто, сто сделаешь, и потом перерыв. Делал так год — и прошло. И сейчас суставы как у мальчика. Могу на балконе, придерживаясь за перила, 25 раз присесть. 25 раз по два раза — пятьдесят приседаний. Хожу раз в неделю в парк на детскую площадку, сижу на качелях и 25 раз ногами отжимаюсь. 2 дня назад я 250 раз отжался ногами, по 50 с перерывами. А приходят молодые сорокалетние, сделают по 25 раз — и уже все. Каждый день утром стараюсь сделать упражнения — тысячу пятьсот разных движений. На это уходит ровно час. А если пропустишь, не поделаешь немножко, сразу что-то болит, поспать хочется. Поблажки себе давать нельзя. Сегодня, например, успел добежать до уходящего автобуса.
Много говорят о том, что движение, зарядка необходимы, но я на себе испытал, что благодаря зарядке, за эти семь лет у меня ничего не болит, чувствую себя как молодой студент.
Я много занимался спортом, когда был студентом. На третьем курсе был чемпионом университета по фигурным конькам. На четвертом курсе занимал седьмое место по велоспорту по Москве. А еще раньше, в школе, занял второе место в Советском Союзе по стрельбе по движущимся мишеням среди охотников. Потом научился плавать стилем "дельфин" и сейчас владею им в совершенстве, этим стилем мало кто умеет плавать, быстро устаешь.
Вчера вот не хотелось делать зарядку, но я себя заставил, сделал тысячу пятьсот движений. Потом особенно приятно: сделаешь мокрым полотенцем обтирание, потом сухим разотрешься и думаешь: какой же я молодец!
А на велосипеде вы катаетесь?
На велосипеде умею ездить задом, сидя на руле, спиной по ходу движения. Это почти никто не делает, мальчишки смотрят, пытаются повторить, но не получается. Совсем другая координация движений нужна. Недавно в парке я одному тридцатилетнему показал это, но он так не смог.
Если перейти от спорта к науке, вы много сотрудничали с американскими коллегами, сейчас продолжаете это делать?
Я часто ездил в Америку, в Германию, но сейчас решил отказаться от всяких грантов. Зачем мне много денег, на лечение отложил и решил заниматься здоровьем и тем, чем хочу, и не писать бесконечные отчеты. И что из этого получилось? Получилось, что я два месяца назад решил самую главную проблему геодинамики, которая семьдесят лет перед учеными стоит, начиная с открытия тектоники плит. Но это новая проблема. В чем она заключается?
Ясно, что все поверхностные проявления на Земле: вулканы, землетрясения происходят от того, что земные недра горячие. На границе с ядром температура примерно 4 тысячи градусов, поэтому вещество там вроде вара, сжатое, но горячее. Из-за высокой температуры возникает конвекция со скоростью примерно пять сантиметров в год. А поверхность холодная, разбита на плиты, эти плиты приводятся в движение конвективными течениями. Плиты сцеплены, поскольку они сжаты, но течения толкают их в разные стороны, и они упруго деформируются, и когда происходит срыв, в этот момент происходит землетрясение. Срыв происходит на метр, максимум до десяти метров. Самые сильные землетрясения происходят тогда, когда плита погружается на дно океана внутрь, и происходит сцепление где-то на глубине, от двадцати до шестисот километров. Тогда происходят самые сильные землетрясения, как, например, землетрясение в Японии в 2011 году. Я описал его очень подробно, не так, как все его описывали. Все мои расчеты совпали с точностью.
Вернемся к нашей проблеме. В центре всех океанов находятся срединно океанические хребты, которые представляют из себя цепочку вулканов. Горячее вещество выходит в эти хребты, застывает и раздвигает дно океана. Магма, которая выходит, имеет состав не такой, как в центре Земли. Ее состав обеднен элементами, которые ушли в континент. И количество ушедших в континент элементов равно количеству элементов, достаточному, чтобы обеднить только верхнюю мантию. Раньше считалось, что нижняя мантия имеет первичный состав, а верхняя мантия обеднена за счет ушедших в континент элементов. Эта гипотеза двадцать лет была господствующей во всем мире. С другой стороны, уже десять лет известно, что плиты погружаются и доходят до дна, до ядра, это даже видно на сейсмограмме. Плюмы рождаются на границе с ядром, и выходят через всю мантию на поверхность. Главной нерешенной проблемой геодинамики считается определение характера конвекции: с одной стороны, она должна быть двуслойной, а с другой стороны — общемантийной. Некоторые ученые догадываются, но я первый в своей статье, которая сейчас выходит, описал природу конвекции, и все расчеты совпадают. Показал, что конвекция может быть только общемантийной, потому что вещество в центре Земли сильно перемешано, и скачок плотности вещества на границе мантии и ядра незначителен.
Примерно пять лет тому назад с помощью сейсмических волн было открыто, что в нижней мантии Земли есть два скопления тяжелого вещества — под Тихим океаном и под Африкой. Высота этих двух куч — около тысячи километров, почти половина мантии. Сейсмика показала, что эти скопления состоят из тяжелого и горячего вещества.
Каков физический смысл этого явления? Оказалось, когда вещество идет из мантии наверх, возникает базальтовая океаническая кора. По дороге наверх она частично сгребается, частично погружается, в вулканах выходит и скапливается, и образует базальтовую кору континентов. Но оказалось, что часть этих базальтов на глубине примерно двадцать — тридцать километров превращаются из-за давления в эклогит (новую модификацию базальта). Эклогит тяжелее окружающего вещества. Таким образом, обеднение происходит так: часть вещества уходит в континент, а тяжелая часть опускается в мантию. Я построил модель, которая описывает весь этот процесс конвекции в земной коре и образование скоплений.
Что же получается? Континенты обедняют верхнюю мантию. А наличие куч соответствует о том, что обеднена должна быть нижняя мантия. Поэтому я сделал вывод, что обеднена и верхняя, и нижняя мантия. То есть, повторяю, удалось точно определить, что конвекция не двуслойная, как считали раньше, а общемантийная. Данные геохимии и сейсмологии это подтверждают. Решена проблема, которая стояла перед научным миром семьдесят лет.
Надо вам скорее это опубликовать, а то американцы опять это открытие украдут, как раньше украли вашу теорию состава планет-гигантов.
В первом номере "Физики Земли" эта статья сейчас выходит с наглядными иллюстрациями. Но на самом деле мне известно, что десяток крупных ученых примерно так и думают, но пока это никто не решился опубликовать. Будем первопроходцами.
Кстати, недавно, поскольку я сейчас грантами не занимаюсь, я еще одно открытие сделал. У нас уровень Мирового океана постоянно меняется. Целый раздел географии посвящен этим изменениям, есть много учебников и статей. Я нашел, что всю концепцию изменений уровня океана надо пересмотреть, очень много неверного. Что же происходит?
Одна из причин изменений уровня океана — таяние ледников. Можно проследить, что за миллионы лет есть одна амплитуда изменений — сто метров. А вторая амплитуда двести метров. Считается, что причина этого — тектонические процессы. Решили очень просто: вулканическая активность увеличивается, дно океана в связи с этим приподнимается, и соответственно, поднимается и сам океан. Глубина океана уменьшилась, и по отношению к континентам уровень повысился. Можно провести такое сравнение: континенты как бы плавают по мантии Земли, а слой коры между мантией и дном океана тонкий, и пространство между континентами заполнено водой. Вегенер открыл теорию дрейфа континентов, а законы и все модели движения построены мной, примерно в 2000 году.
Отвлекусь немного от темы. В 2000 году на международной конференции я сделал доклад, где показал уравнения и модели дрейфа континентов. Мое выступление имело большой успех. Конвинер объявил мой доклад лучшим. Но потом мои американские коллеги мне признались, что им было дано указание больше не приглашать Трубицына выступать на конференциях, и замолчать мое открытие, чтобы не подрывать престиж американской науки. Пальма первенства должна принадлежать только им.
С тех пор прошло пятнадцать лет. Японские ученые сейчас идут по нашим стопам в области теории движения континентов, а американцы даже не могут повторить.
Что же я сделал? Чтобы описать историю дрейфа континентов, я сделал виртуальную модель: жидкий шар и на нем пластинки, имитирующие все шесть плавающих континентов и двенадцать островов. Шар был разогрет, континенты стали двигаться точно так, как миллионы лет тому назад происходил их дрейф. Я рассчитал их движение в будущем.
Что же самое главное? Один континент идет на субдукцию, а другой в это время поднимается. Раньше исследователи считали, что эти процессы происходят синхронно. Поэтому они усредняли все данные. Теперь оказалось, что все данные надо пересмотреть и все пересчитать. В последнем номере журнала "Геофизические процессы и биосфера" выйдет моя статья. Теперь я могу восстановить все земные процессы: как возникают плиты, и как они ломаются.
В юбилейном номере "Физики Земли" выйдет еще одна моя статья, где показано, почему континенты расположены наклонно. Раньше полагали, что континентальные плиты должны погружаться вертикально, а оказалось, что есть уклон. Еще в 2000 году я рассматривал этот вопрос на примере Японии. Японские острова — это отколовшаяся часть Евразийской плиты. И еще добавлены вулканические породы. Сейчас точно установлено, что 20 млн лет назад Япония откололась от Евразии в зоне субдукции, и при этом образовалось Охотское море. Этот процесс мной был рассчитан и в прошлое, и в будущее. Построена модель, которая показала в точности, как оторвалась Япония. Я стал считать, что будет дальше: оказалось, что через следующие двадцать миллионов лет Евразийская плита опять объединится с Японией и с Курильскими островами. При этом будет наблюдаться интересный эффект: при движении Япония разгонится и будет стремиться сдвинуть Евразийскую плиту. На этой модели я впервые показал, что, если зона субдукции отступает, то возникает наклон плиты. Сейчас это общепризнанный факт, но теперь на мои исследования даже уже не ссылаются. Только в энциклопедии есть ссылка на мои работы.
Кстати, я против концепции расширяющейся Земли. По моему мнению, Земля растет лишь незначительно за счет космической пыли. В целом же Земля не растет, и гравитационное поле не меняется.
Если отвлечься от темы науки, как вы относитесь к преобразованиям в РАН?
Совершенно ясно, что РАН надо было перестраивать. Сейчас положение Академии наук тяжелое. Сказываются и внешние условия, и отсутствие финансирования. Правительство пыталось что-то предпринять, но проведенная реформа оказалась неудачной.
В прежние времена, при Ландау и Зельдовиче, всегда организовывались информационные семинары. Каждый семинар был посвящен определенной области науки. Докладчик рассказывал, как обстоят дела в этой области за рубежом. Все результаты исследований подробно разбирались, и все были в курсе. То есть отсутствует информация, и нет стимулирования научных исследований. Раньше каждую неделю президент Академии наук выступал с докладом на Политбюро о том, как обстоят дела в мировой науке, и высшее руководство было информировано. Сейчас этого нет. Сейчас надо обязать все институты раз в месяц организовывать специальный семинар, на котором рассказывать о своих и зарубежных исследованиях. Раньше проводились семинары и на уровне лабораторий. А сейчас часто исследователь докладывает о своей частной задаче, а зачем она нужна, непонятно. Надо не сообщать ненужные детали, а говорить о месте своих исследований и о современном состоянии общей науки. Для этого денег не надо, надо только дать указание. Сейчас всем известно, что у нас 25 процентов от общего количества ученых работают активно. Половина работают средне. Я оставшаяся четверть — балласт, который на работу не ходит, а деньги получает. Надо их сократить, и получить деньги на научные исследования. Нужна только воля сверху.
Я всех моих коллег призываю в научных статьях давать обзор о месте своей проблемы, в том числе и в зарубежных исследованиях. Во всех своих работах я так и делаю.
Как вы относитесь к проблеме того, что в результате разбалансировки климатических процессов растет число экстремально опасных явлений? Будет ли уделяться больше внимания вопросам экологии?
На климат, конечно, оказывают негативное влияние техногенные процессы, их надо ограничивать, но в целом в истории Земли бывали катаклизмы намного сильнее. Сейчас все боятся Йеллоустоунского вулкана. Он по силе может быть сравним с вулканом Тоба, который взорвался примерно 70 тысяч лет назад и привел к гибели большей части человечества. Тогда в живых осталось только две тысячи человек. Это определили генетики. Правда, некоторые думают, что эти вулканы одинаковые. На самом деле, их природа совершенно разная. Вулкан Тоба субдукционный. Он возник на глубине 300-400 километров на стыке двух плит. А Йеллоустоунский супервулкан по своей природе плюмовый. Я сделал интересную работу по периодичности вулканических извержений. Оказалось, что у плюмовых вулканов период извержений составляет десять миллионов лет (например, у вулканов на Гавайях). Этот период обусловлен не литосферными процессами. Я обнаружил, что так называемая "ножка" плюма пульсирует, и период пульсации составляет 10 миллионов лет. Чтобы это определить, мы в нашей модели плюма применили специальную шкалу. Никто в мире этого не делал.
В Йеллоустоуне отдельные плюмовые языки находятся уже на глубине всего лишь трех километров. Он может взорваться, как бутылка шампанского. Как это предотвратить? Можно пробурить несколько скважин и медленно выпускать газы. Но малейшая ошибка может привести к взрыву.
Таким же образом можно предотвратить землетрясение: накачивать воду в то место, где накапливается напряжение. И тогда будет не сильное землетрясение раз в десять лет, а всего лишь мелкие каждый месяц.
Но это же очень дорого?
Дорого, и это дело будущего, но принципиальное решение есть, и можно землетрясений избежать.
Валерий Петрович, расскажите, пожалуйста, про вашу гипотезу о четвертом измерении.
Всем известно, что есть время и три пространственные координаты: широта, долгота и высота. И если по широте и долготе мы можем пройти тысячу километров, то в высоту можем прыгнуть только на метр, не больше. Мешает сила тяжести. А если бы она была еще больше, то мы не могли бы даже встать, и зрение бы атрофировалось, мы бы видели только по горизонтали. Мы бы видели, что брошенный камень сначала исчезает в двумерном горизонтальном пространстве в одной точке, а потом возникает в другом месте.
Поэтому я предположил, что существуют другие измерения с силовыми полями, которые мы пока не чувствуем, а некоторые события там все-таки происходят и частично заходят в наше трехмерное пространство. Только немногие из нас могут ощущать какие-то проявления четвертого измерения. Предполагаю, что и внеземные цивилизации так сложно обнаружить, потому что они находятся в другом пространственном измерении, пока еще недоступном для нас.
Интервьюер: Е. Фирсова
Полезные ссылки:
Профиль В. П. Трубицына сайте РАН