20 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Ако Земята бе направена от боровинки?

Да предположим, че цялата Земя е заменена с боровинки. Какво ще се случи?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 16 юли 2021 в 00:01 81640

„Ако предположим, че цялата Земя незабавно се замени със същия обем от плътно подредени, но некомпресирани боровинки, какво ще се случи от гледна точка на човек на повърхността?“

На този привидно глупав въпрос се заема много сериозно да отговори във Physics StackExchange Андерс Сандбърг (Anders Sandberg), изследовател и футуролог.

Всъщност в този въпрос се крие много физика, която Сандбърг използва в малко проучване, публикувано на arXiv.

Първо, трябва да добием представа за това как се формират планетите. Нашата Слънчева система някога е била облак от газ и прах. Под въздействието на гравитацията се струпва материал в центъра, където се образува Слънцето, а прахът от вътрешната слънчева система е отговорен за образуването на Земята. В тези процеси играе главна роля гравитацията.

Точното гравитационно поле на нашата планета е идеално за поддържането на живота тук на повърхността, заедно с течните океани, Луната, която прави възможни приливите и отливите, не твърде много земетресения и може би най-важното от всички - нашата атмосфера.

Боровинките обаче биха създали ад.

Добре дошли на Боровинковата Земя

На второ място, трябва да се изясни за какви боровинки става въпрос. Сандбърг приема вида боровинки Vaccinium corymbosum, които са сочни и по-големи от останалите видове. Трябва да вземем предвид плътността на съставките, в този случай плътността на боровинките е 700 кг/м³, около 7 пъти по-ниска от тази на Земята.

Кредит: Wikimedia Commons

Промяната на плътността и запазването на обема на Земята означава, че планетата ще загуби известна маса. Ако е направена изцяло от плодовете, масата на нашата планета ще спадне до 13% от това, което е сега, което означава, че гравитационното привличане на Боровинковата Земя също ще спадне значително. Такава Земя не може да задържи Луната с гравитацията и вероятно Луната просто ще отлети.

Поради промяната в радиуса на планетата, нейното въртене се променя. Това е като балерина, която ускорява въртенето си, като протегне крака си и след това го прибере. Това е заради закона за запазване на момента на импулса. По-малка планета ще има по-голяма скорост на въртене, което води до по-кратък ден. Едно денонощие на Боровинковата Земя би продължило приблизително 19 часа.

И така, какво се случва с плодовете?

И така, сега нямаме Луна. Време е да се съсредоточим върху това как нашата планетата е обединила боровинките и е образувала сферична структура. Боровинките не са особено здрав материал, така че струпването им ще има някои ефекти. Сандбърг изчислява, че макар на повърхността боровинките да останат цели, те ще започнат да пулпират на няколко метра надолу (около 11,5 метра от повърхността).

Пулпиращият ефект допълнително ще доведе до намаляване на радиуса на планетата с 1/3. В този случай се оказваме с планета с 0,8879 пъти по-малък радиус (5663,2 км), заобиколена от обширна атмосфера.

Прави се боровинков мармалад. Кредит: Wikimedia Commons

Атмосферата на Боровинковата Земя

Гравитацията на повърхността на пулпата е 16% от нормалното гравитационно тегло - почти точно лунната гравитация. Това отслабва конвекционните потоци и скоростта, с която мехурчетата се движат нагоре, тъй като те включват сили, пропорционални на земното ускорение g.

Ако приемем същия състав и температура като на Земята, атмосферата ще бъде 6,2 пъти по-висока, 53 км. Това означава, че налягането ще намалева много по-малко с надморска височина, което позволява много по-дебели облаци и метеорологични системи. Атмосферата ще се раздуе допълнително поради отоплението. Атмосферата е масивна в сравнение със Земята. Съдържанието на въздух в горските плодове ще бъде 211 пъти масата на земната атмосфера, а атмосферното налягане - 16.8647 пъти въздушното налягане на Земята. Този вид плътна, дебела атмосфера донякъде прилича на атмосферата на Титан. Цветът на атмосферата ще бъде доминиран от разсейването на Рейли, което я прави синкава и бяла заради облаците. Тъй като оптичната дълбочина е пропорционална на височината на скалата, ще има няколко пъти повече поглъщане и разсейване, отколкото на Земята, затова атмосферата вероятно ще бъде донякъде оптически дебела и което предполага, че светлината на повърхността ще бъде само 4% от земната.

Лава или мармалад?

Все пак може да има някакви геоложки процеси на Боровинковата Земя, но това не е геологията, с която сме свикнали. Като се има предвид механизма на пулпата, колкото е възможно, а също така и въздуха между боровинките и по-ниското гравитационно поле - ние се оказваме с механизми, които могат да произведат колосални гейзери. Те обаче ще бъдат направени от горещ сок или сладко от боровинки. 

Можем да си представим гейзери, подобни като тези на Енцелад, един от спътниците на Сатурн, които изхвърлятт водни пари и ледени частици. Енцелад е малък, шест Енцелада се побират в Амазонас - най-голямият бразилски щат. Повърхността му е покрита с лед и учените откриха, че под ледената кора има океани от вода.

Гейзери над Енцелад. Кредити: NASA/JPL/Space Science Institute

Поради налягането между плодовете сърцевината би била достатъчно плътна, за да се превърне в лед. Да, дори и при високи температури, ядрото на Боровинковата Земя може да се превърне в сладолед. Като се има предвид количеството вода в боровинките, може да се наблюдава образуването на лед при много високо налягане за водната молекула, използвайки фазовата диаграма. В нашия случай резултатът би бил лед VII, който се формира над близо 30 000 пъти налягането на морското равнище.

Диаграма на водната фаза. Кредити: xkcd.

Един ден на Боровинковата Земя

Без металното ядро ​​на нашата планета една Боровинкова Земя няма да има магнитно поле, което да ни предпазва от радиация - това би изложило нас и всички останали видове на слънчевата радиация и космическите лъчи, т.е. Боровинковата Земя меко казано няма да е приятно място за живеене. Нека не забравяме, че тази планета ще бъде направена от органичен материал, така че самата планета няма да може да оцелее на жестокостта на електромагнитните вълни, идващи от космоса.

Боровинковата Земя не би била достатъчно стабилна за нормален живот като на скалиста планета. Нашата добра стара желязно-силикатно-базалтова планета е много по-добра за живот - тя поддържа необходимата ни атмосфера и може да засаждаме плодни храсти в нея, например - боровинкови.

Сандберг обобщава това по този начин:

„Така че, за да обобщим, за човек, който стои на повърхността на Земята, когато тя се превръща в боровинкова, първият ефект би бил драстично намаляване на гравитацията. Задържането на боровинките може да е възможно на теория, с изключение на това, че почти веднага те започват да се компресират бързо и въздухът започва да изригва навсякъде. Ефектът всъщност е най-тежкото земетресение досега и продължава, докато повърхността не спадне до 715 км".

„Докато това се случва, всичко се загрява драстично, цялата среда кипи като варящ се конфитюр и се издига пара. Крайният резултат е свят, който има атмосфера от пара, покриваща океан от конфитюр върху топъл боровинков пестил. Крайното състояние на Боровинковата Земя е донякъде подобно на океанските екзопланети".

Колкото и готино да звучи, Боровинковата Земя не е точно мястото, където бихте искали да прекарате времето си. Но можете да прекарате времето си чудесно на някоя боровинкова поляна на нашата си Земя.

Справка: Blueberry Earth
Anders Sandberg,  arXiv:1807.10553 [physics.pop-ph]

Източник: What if the Earth was made of blueberries?, ZMEScience


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Науки за Земята
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.