Украинский город Полтава прославлен крупнейшей победой войск Петра I над шведской армией Карла XII в 1709 году. С этим городом для нас связаны имена Пушкина, Гоголя, Короленко. Сегодняшняя Полтава, которой в этом году исполняется 800 лет, известна целым рядом предприятий, важных для народного хозяйства страны, в том числе заводом искусственных алмазов, крупнейшим в Союзе заводом газоразрядных ламп. Однако мало кто, кроме специалистов, знает о том, что в Полтаве расположена одна из важнейших в стране (и немногих на земном шаре) гравиметрическая обсерватория, что Полтаву называют центром советской службы движения полюсов Земли.
Гравиметрия - если определить кратко - наука об измерении величин, характеризующих земное поле силы тяжести. Знание законов гравитационного поля Земли имеет не только огромное чисто научное значение, но, и активно служит практикам - геологам в разведке полезных ископаемых, геодезистам, картографам, мореплавателям, даже космонавтам. Обслуживая самые разные отрасли науки, пользуясь последними достижениями многих наук, гравиметрия и сама развивается в тесной связи с другими науками - геодезией, геофизикой, геологией, астрономией, математикой.
В Полтавской гравиметрической обсерватории Академии наук Украинской ССР ведутся астрономические и географические наблюдения, которые позволяют изучать особенности вращения Земли вокруг оси - движение земных полюсов, неравномерность вращения Земли, внутреннее строение и упругие свойства нашей планеты.
Чтобы получить высокоточные и независимые друг от друга результаты, наблюдения в обсерватории ведутся разными способами на нескольких инструментах - на двух зенит-телескопах, астролябии Данжона, рефракторе АВР-2, и других.
Такие же наблюдения регулярно проводят еще семь других советских обсерваторий. В Полтаву они телеграфируют о результатах своих наблюдений. Здесь данные обрабатывают и передают Службе времени СССР, Международной службе времени в Париже и Международной службе движения полюсов в Мицузаве (Япония).
Круг исследований, проводимых Полтавской обсерваторией, очень широк. Вот, например, земные приливы - деформация всего тела Земли, происходящая от притяжения Луны и Солнца. Их изучают с помощью регистрации изменений величины силы тяжести и направления ее действия.
На широте Полтавы, например, земная поверхность из-за приливов поднимается и опускается на 0,5 метра. По величине деформаций тела Земли, если знать силы, вызвавшие эту деформацию (расстояния до Луны и Солнца и их массы нам известны), можно судить о том, какие вещества слагают толщу Земли, и в, каком физическом состоянии они находятся. Конечно, это лишь косвенные выводы, но, и они очень ценны, потому, что человек пока еще не может вести прямые исследования недр на глубинах в сотни и тысячи километров.
Каким образом звезды помогают следить за движением полюсов Земли, заглядывать в земные недра?
Звезды - надежные ориентиры. Люди давно уже научились по ним определять положение любой точки на Земле. Ученые знают, что полюса Земли постоянно перемещаются. Значит, смещается и сетка географических координат на земной поверхности.
Если знать, как изменяется положение полюса, то нетрудно определить, как изменится широта и долгота любой точки на Земле. И наоборот, чтобы получить координаты «мгновенного» полюса, достаточно знать вариации широты хотя бы двух точек на планете, лежащих на разных долготах.
Старший научный сотрудник Полтавской обсерватории, доктор физико-математических наук Николай Андреевич Попов в течение 30 лет изо дня в день (с перерывом на годы войны) ведет наблюдения за двумя яркими звездами, проходящими в зените через параллель Полтавы (49° 36' северной широты), - звездами Альфа созвездия Персея и Эта созвездия Большой Медведицы.
Особенности распространения сейсмических волн в толще Земли показали, что на границе между ядром и мантией есть жидкая прослойка. Подтверждение этого факта нашли астрономы, сотрудники Полтавской обсерватории. Период смещения полюса зависит от упругих свойств материалов, из которых сложена Земля. Теоретики предсказали возможность так называемой свободной суточной нутации (колебания оси вращения Земли). Расчеты показывают, что такие перемещения полюса возможны только в том случае, если Земля имеет жидкое ядро, точнее, жидкую, расплавленную прослойку между ядром и мантией. Особенности движения полюса, которые были впервые выявлены в Полтавской обсерватории, подтвердили теоретическое предсказание.
Вот, и получается, что звезды помогают нам лучше познать Землю.
