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

[havah-nagilah.livejournal.com]

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?

Comments

[sanitareugen.livejournal.com]

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.

[night-horseman.livejournal.com]

"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.

[sanitareugen.livejournal.com]

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.

[havah-nagilah.livejournal.com]

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

[sanitareugen.livejournal.com]

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

[havah-nagilah.livejournal.com]

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?

[sanitareugen.livejournal.com]

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.

[agorgul.livejournal.com]

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 ?

[sanitareugen.livejournal.com]

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.

[agorgul.livejournal.com]

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

[havah-nagilah.livejournal.com]

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.

[night-horseman.livejournal.com]

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

[sanitareugen.livejournal.com]

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

[night-horseman.livejournal.com]

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

[qolorado.livejournal.com]

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

[night-horseman.livejournal.com]

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

[sanitareugen.livejournal.com]

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

[night-horseman.livejournal.com]

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!

[qolorado.livejournal.com]

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 :)

[termar.livejournal.com]

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

[night-horseman.livejournal.com]

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

[sanitareugen.livejournal.com]

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

[xarkonnen.livejournal.com]

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

[havah-nagilah.livejournal.com]

Вот это интересно, спасибо.

[f-nor.livejournal.com]

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