useless_faq | Не могу придумать заголовок, вот такие дела. Шутки не будет.

Не могу придумать заголовок, вот такие дела. Шутки не будет.

Навеяно просмотром передачи "Эвакуация Земли" по NatGeo, в частности - эпизодом "Затопленная Земля". Для тех, кто не смотрел: там обсуждается гипотетическое столкновение Луны с гигантским ледяным астероидом, как следствие - образование вокруг Земли аккреционного диска из мелких и не очень мелких ледяных частиц, выпадение их в виде осадков, а также будущее человечества а-ля "Водный мир".

В связи с этим возник вопрос: насколько Земля сможет нарастить свою "водную массу", получая подачки извне в виде астероидов (пусть они будут почти полностью изо льда, каждый - массой, скажем, в 1т и поступать более-менее регулярно). В фильме был рассмотрен вариант, что уровень воды в Мировом океане в итоге поднялся на 9 тыс. метров. Сможет ли он увеличиться на 20 тысяч? на 100? на 200 тысяч? С какого момента вода перестанет удерживаться на поверхности Земли и станет испаряться в космос?

Flat | Top-Level Comments Only

Проще всего ответить на последний вопрос. Ни с какого. По мере увеличения водяного слоя будет расти сила тяжести на поверхности его, удерживающая и его, и атмосферу (тут будет тонкий эффект, связанный с тем, что плотность воды ниже плотности пород, так что при очень большой толщине воды, сравнимой с радиусом Земли, начнётся снижение, но не до нуля, так что сила тяжести будет наличествовать).
Что до падения - напомню, что при скромной скорости падения в 10 км/сек килограмм массы примерно 12-13 кг тринитротолуола. Правда, мелкие льдышки будут тратить энергию это на испарение в атмосфере, а вот большой...
При падении на Землю это будет грандиозная катастрофа, поскольку энергия как у трёх миллиардов "Кузькиных матерей". При столкновении с Луной вещество астероида испарится и будет унесено солнечным ветром.

"так что при очень большой толщине воды, сравнимой с радиусом Земли" - не совсем понимаю, с чего вы взяли, что воды можно налить с радиус Земли и она не улетит раньше ввиду отсутствия тяготения.
Сейчас атмосфера заканчивается на уровне 100 км. Тут нужно считать, хватит ли слоя воды толщиной 10 км и слоя льда толщиной 90 км, чтобы добавить Земле столько массы, чтобы ощутимо увеличилось тяготение.

Потому, что она тоже будет притягивать, добавленная вода.
Оценим силу тяжести, если толщина добавленного слоя будет равна радиусу Земли.
На поверхности бывшей Земли сила тяжести была равна g=9.81 м|c², следовательно, создаваемая ею сила тяжести на поверхности водной оболочки будет g/4 Однако сама водная оболочка, радиус которой 2R, имеет объём в 7 раз (2³-1) больший при плотности 1 (тогда как у каменной сердцевины средняя плотность составляла 5.5), так что масса водной оболочки в 1.27 раза выше массы каменной сердцевины, и создаваемая ею сила тяжести будет 0.63g. Суммарно это даст 0.88g на поверхности.

Кроме того, замечу, что утверждение "атмосфера заканчивается на 100 км" не то, чтобы неверно, но оно относится не к физике, метеорологии или геологии, а исключительно к юриспруденции. Принято считать, что выше 100 км "космическое пространство", а ниже - атмосфера, в которой летают самолёты, что важно не только для учёта авиационных рекордов, но, скажем, чтобы спутники свободно летали в ничейном космосе, а самолёты получали разрешение на пролёт в воздушном пространстве данной страны. В принципе, атмосфера вообще не кончается - согласно барометрической формуле Лапласа, её плотность с высотой падает экспоненциально, но не обращается в ноль. С практической же точки зрения, есть высоты, начиная с которых мы наличием атмосферы пренебрегаем, но это разные для разных задач высоты. Скажем, пригодность для дыхания без кислородных приборов утрачивается на 5-6 км, а воздействие на орбиты спутников сохраняется до нескольких тысяч.

Edited 2014-08-09 10:42 (UTC)

Значит, можно "налить" еще больше? И если да, то насколько?

Сколько угодно.
Ограничение - начало термоядерной реакции в центре планеты. Но это куда больше размер, чем, скажем, Юпитер.

Но вы ведь сами написали, что при добавлении водного слоя толщиной в радиус Земли сила тяжести на поверхности станет 0.88g. При дальнейшем добавлении этот показатель не будет снижаться еще больше? Что будет с водой, если он опустится до ноля?

Или здесь другая зависимость?

Он начнёт расти. Сила тяжести на поверхности планеты пропорциональна её массе и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра. Масса же пропорциональна объёму, то есть кубу радиуса и плотности.
То есть при равной плотности сила тяжести на поверхности пропорциональна её радиусу и по мере его роста будет расти.
Однако в обсуждаемом случае средняя плотность планеты падает, поскольку сердцевина имела плотность 5.5, а вода 1. Отсюда эффект снижения, за которым, по мере роста, начнётся рост ускорения силы тяжести.

(no subject)

havah-nagilah.livejournal.com - 2014-08-11 19:31 (UTC) - Expand

(no subject)

sanitareugen.livejournal.com - 2014-08-12 05:04 (UTC) - Expand

Принято считать, что выше 100 км "космическое пространство", а ниже - атмосфера, в которой летают самолёты что важно не только для учёта авиационных рекордов, но, скажем, чтобы спутники свободно летали в ничейном космосе, а самолёты получали разрешение на пролёт в воздушном пространстве данной страны

напомните мне , какой самолет летает на высотах , близких к 100км ?

North American X-15
Рекорд высоты 95600 метров.
Последующие его рекорды уже не были регистрированы, как авиационные, поскольку 105900 метров и 107700 метров это уже "юридический космос".
Обыкновенные самолёты, с двигателями, требующими воздуха, разумеется, летают ниже - рекорд для МиГ-25 составляет 37650 метров.

перечитал вашу фразу еще раз и понял что я ее неверно интерпретировал....

Во, это тот самый ответ, который был мне нужен. Собственно, меня интересовал вопрос, может ли в космосе вместо нынешней Земли плавать эдакая сферическая капля воды с крупинкой твердых пород в центре.

Кто-нибудь, объясните мне, почему это будет вода, а не лёд?

Ну, например, потому, что солнечная постоянная 1.3 кВт/м²

Спасибо за ответ вверху.
Я всё равно что-то недопонимаю.
На Эвересте тоже солнечная постоянная, но вода в виде льда.

Если уровень моря поднимется на 8848 метров, то верхушка Эвереста будет на уровне моря, с соответствующим климатом...

... и атмосфера станет более разряжена, причем сильно.

(no subject)

qolorado.livejournal.com - 2014-08-11 17:14 (UTC) - Expand

Основная масса тепла выделяется на уровне поверхности, поэтому на высоте температура ниже, и только поэтому в горах лёд.

У меня остались ещё непонятки, к примеру, как на всё это повлияет разреженная атмосфера, которая уже не будет так эффективно задерживать тепло, но нет времени для беседы.
Спасибо за терпение и развернутые ответы. Было интересно!

А кроме солнечной постоянной мы еще имеем энергию от вышеупомянутых стапицот гигатонн в тротиловом эквиваленте... Есть подозрение, что если подсчитать - так окажется, что вода в океане будет слегка кипяток :)

Потому что Земля находится на таком растоянии от Солнца, что большая часть поверхности имеет температуру выше нуля.

Эверест иногда даже ближе к Солнцу, чем остальная Земля, но бассейнов там не строят.

Можно ожидать ледяных шапок примерно на тех же широтах, что и сейчас, ближе к экватору - воды.

так не то что может, а вполне себе плавает. правда, под другим солнцем: https://ru.wikipedia.org/wiki/GJ_1214_b

Вот это интересно, спасибо.

В текущей атмосфере, ледяная мелочевка до 10 метров в поперечнике будет полностью испаряться на подлете.

Flat | Top-Level Comments Only