Центробежная сила

Если гвоздь обращен кверху, то поплавок тотчас же перемещается к центру  наоборот, он перемещается к краю, если гвоздь направлен вниз. Если поплавок ставить на воду несколько раз подряд, каждый раз переворачивая, то каждый раз он изменяет направление своего движения, и этот опыт выглядит весьма убедительно. Принципиальное объяснение этого опыта совсем простое, если представить себе, что центр тяжести поплавка не совпадает с центром тяжести вытесненной им воды, а расположен он при направленном вверх гвозде выше, а при направленном вниз — ниже его. В воде происходит, как показывает ее изогнутая поверхность, радиальный перепад давления, который компенсируется центробежной силой. Если бы центр тяжести поплавка точно совпадал с центром тяжести вытесненной воды, то не появилось бы смещающей силы, так как тогда и для поплавка разность давления на внешней и внутренней боковых поверхностях точно компенсировалась бы центробежной силой. Но если его центр тяжести при обращенном вверх гвозде расположен сверху, т. е. именно смещен по нормали к поверхности воды, то тем самым он одновременно приближен к оси вращения, центробежная сила становится меньше и избыток градиента давления гонит поплавок к центру. При гвозде, направленном вниз, наоборот, поплавок должен двигаться к краю, так как его центр тяжести более удален от оси вращения, нежели центр тяжести вытесненной им воды.

Следовательно, в этом случае центробежная сила преобладает над градиентом давления. На первый взгляд этот опыт дает эффект, как раз противоположный силе, перемещающей материки от полюсов к экватору, потому что материки с их центром тяжести, располагающимся выше, соответствуют поплавку с гвоздем, обращенным кверху. Но легко заметить, что этот обратный эффект — лишь следствие противоположного изгиба поверхности жидкости. Вследствие выпуклого изгиба земной поверхности центр тяжести материка расположен дальше от оси вращения, чем центр тяжести вытесненной им силы, в то время как в опыте его расстояние от оси уменьшено. Как видно из сказанного, силы, перемещающие материки от полюсов к экватору, достаточны для того, чтобы передвигать материковые блоки в силе, но недостаточны для образования больших складчатых горных цепей, возникновение которых мы как раз и связываем с перемещением континентов от полюсов. Однако Бернер правильно указал на то, что это положение справедливо только для исходного момента, пока рассматривается статическое давление, которое приложено в горизонтальном направлении к неподвижному материковому блоку в результате силы, смещающей материки. Дело будет обстоять иначе, если мы, например, предположим, что большой материк благодаря силе перемещения, которая должна при этом преодолеть вязкость ложа, движется с равномерной скоростью в сторону экватора и только в ходе этого движения наталкивается на препятствие, которое его тормозит.

При этом должно прекратиться также движение блока, т. е. уничтожается энергия движения. Правда, это явление нельзя переоценивать. Энергия движения есть половина массы, умноженной на квадрат скорости. Хотя масса, находящаяся в движении, очень велика, зато скорость, возводимая в квадрат, очень мала. По-видимому, и таким образом нельзя объяснить горообразование и придется, вероятно, остаться при том, что обычной силы, перемещающей континенты от полюсов к экватору, для объяснения этого процесса недостаточно. Некоторые геофизики рассматривают это обстоятельство как возражение против теории дрейфа, что нелогично. Ведь в существовании складчатых горных цепей нельзя сомневаться. Если горообразование требует большей силы, чем сила перемещения материков, то, следовательно, их существование является доказательством того, что на протяжении истории Земли по меньшей мере время от времени возникали силы перемещения, которые были значительно более интенсивными, чем «полюсобежная» сила, перемещающая материки от полюсов к экватору. Но если ее оказывается достаточно, чтобы обеспечить перемещение материковых блоков, то тем более были в состоянии сделать это неизвестные горообразующие силы.

Еще меньше внимания мы можем уделить обсуждению вопроса о силах, вызывающих движение материков в западном направлении. Различные авторы, такие как Э. Г. Шварц, Веттштейн и другие, желая объяснить движение земной коры вокруг ядра в западном направлении, указывают на силу трения «приливно-отливной волны», которая вызывается солнечным и лунным притяжением в твердой земной коре. Неоднократно высказывались предположения, что Луна раньше обладала большей скоростью вращения, но была приторможена трением, которое вызывает в ней приливообразующие силы, возбуждаемые Землей. Легко убедиться, что это замедление движения планеты под действием трения приливной волны касается главным образом верхних слоев Земли и может привести к медленному перемещению всей земной коры или же отдельных материковых блоков. Но возникает вопрос, существуют ли вообще такого рода приливы. Дело в том, что приливные деформации твердого земного шара, которые измеряются горизонтальным маятником, имеют, по Швейдару, другой, а именно эластический, упругий характер и поэтому не могут непосредственно быть привлечены для объяснения. Однако В. Д. Ламберт считает, что, «несмотря на это, мы не можем поверить, что на свободное колебание совершенно не оказывало влияние трение, хотя его нельзя с уверенностью доказать путем наблюдений». Действительно, бесспорным является то, что мы не можем рассматривать Землю как идеально упругое тело по отношению к приливообразующим силам.

Таким образом, наряду с эластичными измеримыми приливами и отливами должны также существовать приливы и отливы, соответствующие остаточным деформациям, т. е. пластичные. Хотя они чрезвычайно малы, поскольку периоды приливов и отливов слишком малы в сопоставлении с величинами вязкости магмы, но их воздействие в форме приливного трения накапливается в течение геологических эпох, а это может в конце концов способствовать значительным перемещениям земной коры. По моему мнению, этот вопрос еще нельзя считать снятым с повестки дня из-за того, что в твердой Земле обнаружен лишь упругий характер деформаций при ежедневно регистрируемых приливах и отливах. Другим путем, основываясь также на притяжении Солнца и Луны, в частности на теории прецессии земной коры, Швейдар находит силу, которая должна вызывать перемещение материков в западном направлении: «Теория прецессии оси вращения Земли под влиянием притяжения Солнца и Луны может применяться лишь при условии, что отдельные части Земли не могут претерпевать больших перемещений относительно друг друга. Расчет движения земной оси в пространстве становится значительно труднее, если допускается перемещение материков.