Читатель, вероятно, знает, какая драматическая ситуация сложилась в связи с измерением потока солнечного нейтрино.
В эксперименте, реализованном американским физиком Р. Дэвисом и его сотрудниками на основании идеи советского физика Б. М. Понтекорво, было обнаружено, что величина потока нейтрино от Солнца в 3,2 раза меньше, чем предсказывает теория. Расхождение считается значительным, причем в настоящее время ему так и нет общепринятого объяснения.
Мы вынуждены затронуть эту в высшей степени интригующую проблему, поскольку одна из гипотез, объясняющих «дефицит» потока солнечного нейтрино, предсказывает циклические изменения светимости Солнца с одновременными крупномасштабными вариациями солнечной активности. Эта гипотеза предложена американским астрофизиком У. Фаулером в 1972 г., а затем разрабатывалась в ряде работ других авторов. Как считают некоторые специалисты, в том числе и весьма авторитетные, гипотеза Фаулера имеет много шансов оказаться верной хотя бы в общих чертах.
Суть этой гипотезы состоит в следующем. Как считает У. Фаулер, нейтринная светимость Солнца ниже ожидавшейся потому, что поток нейтрино периодически меняется в ходе эволюции Солнца. Причем сейчас измеряется как раз его величина, близкая к минимальной, но она достигнет нормального повышенного значения примерно через 5 млн. лет. Предполагается, что подобные интервалы понижения нейтринной светимости наступают периодически каждые 100 млн. лет, и такие циклы — характерная особенность эволюции звезд типа Солнца. Непосредственная причина уменьшения потока нейтрино заключается в понижении температуры солнечного ядра, что, в спою очередь, обусловлено попаданием легкого изотопа гелия (He3) в зону протекания ядерных реакций. А это происходит из-за наступающего время от времени «быстрого» перемешивания солнечных недр (в солнечном ядре мало изотопа Не3, поскольку он там относительно быстро «выгорает»), что периодически случается и вследствие постепенно накапливающейся динамической неустойчивости, связанной с вращением Солнца.
Для нас самое важное здесь то, что каждое такое «быстрое» перемешивание (и соответствующее понижение нейтринного потока) сопровождается, как показали расчеты, довольно значительным понижением светимости Солнца (на несколько процентов) Но кроме того, должно происходить и долговременное увеличение солнечной активности, в том числе и усиление солнечного ветра. Согласно гипотезе Фаулера, 2—5 млн. лет назад светимость Солнца была больше, по крайней мере, на несколько процентов.
Однако насколько все это соответствует данным науки?
обратимся к данным об эпохах глобального оледенения, хотя и в несколько упрощенном варианте. Из нее следует, наверное, несколько неожиданно для читателя, что мы сейчас живем в эпоху оледенения, которая началась около 3 млн. лет назад. Однако большинство специалистов полагает, что это именно так и что наш современный сравнительно мягкий климат представляет собой лишь кратковременный эпизод потепления. Существование таких небольших по амплитуде вариаций климата — характерная особенность многих, если не всех, глобальных оледенений, но причина подобных вариаций пока не ясна.
Несомненно, однако, что эти вариации содержат астрономическую составляющую, обусловленную достаточно простой причиной. Она была установлена в результате исследований, проведенных югославским метеорологом М. Миланковичем. Когда тепловой бюджет Земли складывается «напряженно», становятся существенными и хорошо заметными даже небольшие (около 1%) вариации в приходе солнечной энергии, обусловленные периодическими изменениями элементов земной орбиты (эксцентриситета, долготы перигелия) и изменением наклона оси вращения Земли к плоскости эклиптики с периодом несколько десятков тысяч лет.
Во всяком случае, какова бы ни была причина интервала временного потепления, мы сейчас живем в эпоху очередного оледенения. Таким образом, первое предсказание гипотезы Фаулера оправдывается. Согласуется в общих чертах с этой гипотезой и циклический характер периодов оледенения и продолжительность каждого оледенения. За последний 1 млрд. лет средний интервал между пиками оледенений составляет около 200 млн. лет. Правда, отсутствие подобной цикличности в следующий, отстоящий от нашей эпохи, миллиард лет несколько озадачивает. Может, следы реально протекавших тогда периодов оледенения пока еще не обнаружены (что, вообще-то, маловероятно) или «быстрые» перемешивания тогда сопровождались меньшими понижениями светимости? Или, наконец, возможно, что в нашу земную климатическую «машину» «вмонтирован» глобальный кондиционер, успешно отрабатывавший эпизодические понижения светимости на фоне сниженной средней светимости Солнца?
Исследователи, занимающиеся проблемами палеоэкологии, имеют в своих рядах совсем немного сторонников астрофизических причин климатических изменений на Земле (в том числе и гипотезы Фаулера). Когда существует возможность выбора, они, естественно, обычно предпочитают в качестве объяснения какого-либо климатического эпизода конкретный наблюдаемый процесс (например, изменение концентрации углекислоты или дрейф континентов), а не умозрительную возможность, связанную с космическими воздействиями. И все же с развитием космических исследований положение в последние десятилетия существенно изменилось.