Атмосфера тесно связана с планетой в целом. Так, например, через каждые 3 - 5 минут по всему Земному шару, как по гудящему колоколу, пробегает волна, которая регистрируется современными чуткими сейсмографами. Оказалось, что землетрясения к этому явлению не причастны, и волну создаёт трение движущихся воздушных потоков о поверхность планеты [Земля "звенит", 1998]. Свободные сейсмические колебания возникают из-за изменений атмосферного давления и имеют годичные вариации с пиком интенсивности в июле-августе. Имеется резонанс между колебаниями поверхности и свободными акустическими колебаниями атмосферы [Колебания недр Земли и её атмосферы, 2000].
В железный океан на поверхности ядра вонзаются перевёрнутые горы относительно твёрдого мантийного вещества, из-за которых движение жидких железных струй усложняется, становится неравномерным [Блоксхам, Габбинз, 1990]. Это приводит к непрерывным изменениям напряжённости магнитного поля, к отклонениям магнитной оси от оси вращения планеты, а также к блужданию магнитных полюсов. Изменения магнитного поля особенно хорошо изучены за последние 300 лет [Блоксхам, Габбинз, 1990]. Известно также, что магнитное поле за долгую историю нашей планеты неоднократно ослабевало до нуля и меняло знак. По вмороженным в горные породы силовым линиям магнитного поля вроде бы даже установили, что магнитное поле меняло знак с периодичностью в 285 и 34 миллиона лет, с чем пытались связывать периоды массового вымирания живых существ на планете из-за космических лучей (эти губительные для всего живого лучи способны достигать земной поверхности только в моменты отсутствия у Земли магнитного поля). Один из этих периодов даже попытались связать с периодом обращения Солнечной системы вокруг центра Нашей Галактики [Спор об обращениях магнитного поля Земли, 1989]. Тем не менее, есть публикации, в которых утверждается, что смена магнитных полюсов происходит нерегулярно, хаотично, в интервалы от 100 тысяч лет до 1 миллиона лет. Есть указания, что продолжительность эпох одной полярности в новейшее геологическое время составляла 200 000 лет, а в древнее время - 1 000 000 - 10 000 000 лет [Жарков, 1983], но какие-то из древних изменений могли быть не замечены. В общем, этот вопрос нельзя считать решённым. Чередующиеся геомагнитные эпохи различаются по преобладающей направленности геомагнитного поля, а внутри эпох выделяются эпизоды с противоположной полярностью.
Важны не только полные повороты магнитного поля, но и колебания его мощности. Примерно с середины 19-го века мощность уменьшается на 0,05% в год, и, если тенденция сохранится, поле должно исчезнуть через 2000 лет [Жарков, 1983]. Но вероятно, этого не произойдёт, так как мы имеем дело с какими-то постоянными колебаниями магнитного поля. Обычно поле менялось вокруг средней величины, близкой к современной. Вроде бы выявлены периоды таких колебаний: 550, 700, 1200, 1800, 7000, 8000 лет...
Магнитное поле Земли может меняться не только от "перевёрнутых" мантийных гор. Есть, например, предположение, что даже крупный метеорит может его изменить [Земля..., 1990]. В случае падения такого метеорита поднимается облако пыли. Да ещё пожары начинаются на целом континенте. Пыль и дым заслоняют солнце, и происходит похолодание на всей планете. Тогда на полюсах намерзает много льда, и Земля, согласно закону сохранения количества движения, начинает вращаться ускоренно. Жидкое железо на поверхности ядра отстаёт от ускорившейся планеты, из-за чего увеличивается хаотичность движения железных струй. А это ослабляет магнитное поле, и, как указывают авторы гипотезы, изменение поля может произойти вплоть до его поворота.
Земной шар на несколько километров сплюснут у полюсов, то есть это, строго говоря, не шар, а эллипсоид вращения (или ещё точнее - геоид). Сплюснутость выражается и в ширине атмосферных слоёв (см. выше). Есть и другого рода отличия от строгой шарообразности. Так, например, почти половина поверхности Земного шара занята Тихим океаном, а материки сконцентрированы, в основном, на противоположном полушарии.
Температура на поверхности Земли бывает в интервале от минус 88,3 градусов Цельсия (Антарктида) до плюс 57,8 градусов Цельсия (Мексиканское нагорье). Очень низкие температуры зафиксированы также в Оймяконе (-77,8) и Верхоянске (-67,8) (обе точки в России), очень высокие - в Долине Смерти в США (56,7) и на плато Стюарт в Австралии (55).
Температура в недрах Земли гораздо выше. Энергия выделяется при распаде атомных ядер радиоактивных элементов. Накопившееся тепло постепенно выходит наружу, вызывая движение мантийных струй и материков [Хауэлл, 1986; Хаин, 1995; Пущаровский, 1995]. Дело в том, через тонкую океаническую кору (6 - 7 км) внутреннее земное тепло легче покидает планету, чем через материковую кору (порядка 50 км). Средний тепловой поток в океанах - 1,51 мккал/(см2.с), на континентах - 1,41 мккал/(см2.с) [Жарков, 1983]. Тепло скапливается под самыми большими материками. При нагревании вещество мантии под материком расширяется и становится легче, чем было. Поэтому оно начинает медленно подниматься вверх, всплывать. Возникает восходящая мантийная струя (скорость всплывания вещества порядка нескольких сантиметров в год или даже меньше). Мантийная струя "бьётся" о материковую кору и начинает растекаться под материком во все стороны, увлекая за собой и материковую кору. Материк раскалывается, и его фрагменты начинают постепенно расходиться в разные стороны, а между ними раскрываются новые океаны. Интересно, что тепловыделение Земли на 40% определяется радиоактивным распадом в самой коре, а более глубокое тепло за прошедшие миллиарды лет ещё не успело выйти наружу, и Земля за всё время в среднем остыла только на 800 градусов Цельсия [Жарков, 1983]. Впрочем, из-за открытия конвективного переноса тепла эти цифровые данные, возможно, будут пересмотрены. В той же сводке В.Н.Жаркова [1983] есть указание, что теплопоток из коры составляет 40 % лишь на материках, а в океанах почти всё тепло поступает из мантии.
Материки движутся вместе с какой-то частью океанического дна, образуя единую литосферную плиту [Пущаровский, 1995 и др.]. Сейчас на Земном шаре можно насчитать от 7 до 11 - 12 литосферных плит, если пренебрегать или не пренебрегать несколькими "маленькими" самостоятельно действующими блоками - Аравией, Центральной Америкой и др.
Африканская плита практически покоится. Большинство плит движутся со скоростью 2 см в год, то есть относительно медленно (Северо-Американская, Евразийская, Аравийская, Южно-Американская, Антарктическая и, возможно, Карибская?). Со скоростью 6 - 9 см в год движутся плиты с протяжёнными границами субдукции, то есть частично утонувшие плиты (Кокос, Наска, Филиппинская, Индийская) ["Скоростная" тектоническая плита, 1997]. Индостанская и Евразийская плиты сейчас сталкиваются со скоростью 5,5 см/год [Самая высокогорная обсерватория, 2002]. Наиболее быстрое движение свойственно в настоящее время Тихоокеанской литосферной плите в районе острова Пасхи - 15 см/год ["Скоростная" тектоническая плита, 1997].
Можно сделать ряд обобщений:
чем большая площадь плиты занята материком, тем медленнее движется плита относительно мантии;
чем больше относительная длина границ поглощения, тем больше их скорость;
чем ближе плита к экватору, тем она быстрее движется, то есть вращение Земли тоже имеет значение в механизме тектоники плит [Жарков, 1983].
Расходящиеся "обломки" материков когда-то и где-то (например, на противоположной стороне Земного шара) вновь собираются вместе. Возникает новый большой материк или даже сверхматерик, собранный из всех материков, и процесс повторяется снова. Цикл занимает примерно 500 миллионов лет (200 - движения материков друг к другу, 100 - существования единого сверхматерика Пангеи, 200 - расхождения материков). Достоверно, что материки на Земном шаре не менее двух раз собирались воедино (Пангея-I и Пангея-II) [Хаин, Божко, 1989; Мерфи, Нанс, 1992]. Есть и нисходящие мантийные струи, или противоструи (под океаном или под недавно "собравшимся" большим материком, пока тепло ещё не накопилось под ним). В настоящее время (последние 200 с лишним миллионов лет) восходящая мантийная струя "бьётся" в Африку, куполообразно вспучивая этот континент. Поэтому в Африке (особенно в её центре - посмотрите в географический атлас!) почти нет длинных горных хребтов вроде Анд или Гималаев, но зато вся она приподнятая. Африка - центр бывшего сверхматерика Пангея-II. 180 миллионов лет назад Пангея-II раскололась, сначала образовались Гондвана (южный сверхматерик) и Лавразия (северный сверхматерик), которые потом тоже раскололись, и во все стороны разбежались современные материки и их части: Южная Америка, Австралия, Антарктида, Индия (части южного сверхматерика), Северная Америка, Восточная Европа и Сибирь (части северного материка) [Хаин, Божко, 1989]. Они всё ещё продолжают разбегаться в разные стороны, а сама Африка всё ещё продолжает раскалываться. Новые трещины - пролив у Мадагаскара, Красное море, разлом с озёрами Танганьика и Ньяса. Старые трещины - Атлантический и Индийский океаны. В их срединных частях находятся подводные хребты (срединные океанические хребты). Это швы, вблизи которых рождается новая земная кора. Расходящиеся материки обладают спокойным берегом, который обращён к Африке, и бурным противоположным берегом. Там дымят вулканы, растут горы (Кордильеры и Анды в Америке), часто происходят землетрясения. Из-за надвижения материков сокращается и как бы закрывается Тихий океан, опоясанный Тихоокеанским вулканическим кольцом (местом столкновения литосферных плит). Где-то под Тихим океаном или под юго-восточной частью Евразии имеется нисходящая струя [Хаин, 1995]. Здесь сталкиваются обломки материков. Сравнительно недавно отколовшаяся от Африки Индия, закрыв океан Тетис и раскрыв часть Индийского океана, столкнулась с Евразией и продолжает вдавливаться в этот новый сверхматерик. В результате этого образуется складка - постоянно растущие горы Гималаи. При столкновении материков более тяжёлый из них тонет и в 2 этапа уходит в глубины мантии к ядру Земли (холодная литосферная плита погружается на 570 км до границы верхней и нижней мантии, задерживается здесь на 100 - 400 миллионов лет, а потом быстро тонет до границы мантии и ядра), а более лёгкий материк выпячивается вверх в виде горного хребта [Хаин, 1995]. В Азии много вытянутых горных систем (Саяны, Алтай, Тянь-Шань, Алай, Нань-Шань, Куньлунь и другие). Всё это следы столкновения материковых пар, из которой один материк (или огромный материковый остров вроде направившегося вслед за Индией Мадагаскара) утонул, погрузился в глубины мантии. Аравийский полуостров, отколовшийся от Африки позднее Индии, сейчас со скоростью 3 см в год вдавливается в Азию, и от этого растёт Кавказ, происходят землетрясения. Многие более мелкие "кусочки" пересекли Средиземное море (остатки океана Тетис) и образовали горные складки в Европе [Казьмин, 1989]. Одна из самых молодых складок - Альпийская (Альпы, Карпаты, Крым, а также упоминавшийся Кавказ). Отголоски землетрясений в Карпатах мы иногда ощущаем и в Москве в виде толчков силой 1 - 3 балла [Никонов, 1997]. Атлантический океан между Африкой и Америкой открылся 180 миллионов лет назад (открыто Вегенером в 1912 г.) и по прогнозам будет расти ещё 20 миллионов лет (до возраста в 200 миллионов лет), а потом начнёт закрываться. За последние 2 миллиарда лет могло возникнуть и исчезнуть около 20 океанов [Хауэлл, 1986]. Материки разрываются также из-за быстрого вращения планеты, хотя это и не главная причина [Мерфи, Нанс, 1992]. В общем, мы обитаем на геологически бурной планете, лик которой непрерывно преображается. Скорость этого преображения значительно больше, чем на Венере.