Expanding Earth

Hoe lang zou het duren voordat mensen hun gewichtstoename opmerken als de gemiddelde straal van de wereld elke seconde met 1 cm groter werd? (Aangenomen dat de gemiddelde samenstelling van gesteente werd gehandhaafd.)

Dennis O ‘ Donnell

De Aarde breidt momenteel niet uit.Ja, Ik heb hier een citaat voor.concluderend, geen statistisch significante huidige expansiesnelheid wordt gedetecteerd door onze studie binnen de huidige meetonzekerheid van 0,2 mm yr-1.”Wu, X., X. Collilieux, Z. Altamimi, B. L. A. Vermeersen, R. S. Gross, and I. Fukumori (2011), Accuracy of the International Terrestrial Reference Frame origin and Earth expansion, Geophys. Res.Lett., 38, L13304, doi: 10.1029 / 2011GL047450.

mensen hebben lang gesuggereerd dat het zou kunnen zijn. Voordat de continentiële drift hypothese in de jaren 1960 werd bevestigd, was het rokend bewijs dat de platentektoniek hypothese bevestigde de ontdekking van zeebodem verspreiding. De manier waarop de zeebodem zich verspreidt en de magnetische poolomkering elkaar netjes bevestigden is een van mijn favoriete voorbeelden van wetenschappelijke ontdekkingen aan het werk. mensen hadden gemerkt dat de continenten bij elkaar pasten. Verschillende ideeën werden naar voren gebracht om dit te verklaren, met inbegrip van het idee dat de oceaanbekkens waren scheuren die zich in het oppervlak van een eerder gladde aarde opende toen deze zich uitbreidde. Deze theorie was nooit wijdverspreid, het blijkt een beetje dom te zijn. hoewel het nog steeds periodiek maakt de rondes op YouTube.

om het probleem van scheuren in de grond te voorkomen, laten we ons voorstellen dat alle materie in de aarde, van de korst tot de kern, gelijkmatig begint uit te breiden. Om te voorkomen dat de oceanen weer leeglopen, nemen we aan dat de oceaan ook uitdijt.Het blijkt dat de oceaan uitdijt, omdat het warmer wordt. Dit is (momenteel) de belangrijkste manier waarop de opwarming van de aarde de zeespiegel doet stijgen. Alle menselijke structuren zullen blijven.

t = 1 seconde:

als de aarde begon uit te breiden, zou je een lichte schok voelen, en zou je zelfs even je evenwicht kunnen verliezen. Dit zou heel kort zijn. Aangezien je gestaag omhoog beweegt met 1 cm/ s, zou je geen enkele vorm van voortdurende acceleratie voelen. De rest van de dag zou je niets merken.

t = 1 dag:

na de eerste dag zou de aarde 864 meter groter zijn geworden.

De toename van de zwaartekracht zou lang duren. Als je 70 kilogram woog toen de expansie begon, zou je aan het eind van de dag 70,01 wegen.

hoe zit het met onze wegen en bruggen? Uiteindelijk zouden ze uit elkaar moeten gaan, toch?

niet zo snel als je zou denken. Hier is een puzzel die ik ooit hoorde:

stel je voor dat je een touw strak om de aarde Bond, dus het omhelsde het oppervlak helemaal rond.

stel je nu voor dat je het touw een meter van de grond wilt tillen.

hoeveel extra lengte moet u aan het touw toevoegen?

hoewel het lijkt alsof je mijlen touw nodig hebt, is het antwoord 6,28 meter. De omtrek is evenredig aan straal, dus als u straal door 1 eenheid verhoogt, verhoogt u omtrek door 2π eenheden.

het strekken van een lijn van 40.000 kilometer is een extra 6,28 meter vrij verwaarloosbaar. Zelfs na een dag zouden de extra 5,4 kilometer gemakkelijk door vrijwel alle structuren worden afgehandeld. Beton breidt en krimpt met meer dan dat elke dag.Lawrence Grybosky, thermische uitzetting en contractie

na de eerste schok zou een van de eerste effecten die je zou opmerken zijn dat je GPS zou stoppen met werken. De satellieten zouden in ongeveer dezelfde banen blijven, maar de delicate timing waarop het GPS-systeem gebaseerd is, zou binnen enkele uren volledig geruïneerd zijn. GPS-timing is ongelooflijk nauwkeurig; van alle problemen in de techniek, het is een van de enige waarin ingenieurs zijn gedwongen om zowel speciale als algemene relativiteit in hun berekeningen.

De meeste andere klokken zouden prima blijven werken. Echter, als je een zeer nauwkeurige pendelklok hebt, merk je misschien iets vreemds—aan het einde van de dag, zou het drie seconden voor zijn waar het zou moeten zijn.

t = 1 maand:

na een maand zou de aarde 26 kilometer groter zijn geworden—een toename van 0,4%—en zou haar massa met 1,2% zijn toegenomen. De oppervlaktezwaartekracht zou slechts met 0,4% zijn gestegen, in plaats van met 1.2%, omdat de zwaartekracht van het oppervlak evenredig is met de straal.Massa is proportioneel aan radius in de kubus, en zwaartekracht is proportioneel aan massa keer inverse kwadraat van radius, dus radius3 / radius2 = radius.

u merkt het verschil in gewicht op een schaal, maar het is niet zo erg. De zwaartekracht varieert al zo sterk tussen de verschillende steden. Dit is een goede zaak om in gedachten te houden als je koopt een digitale weegschaal. Als uw weegschaal een precisie heeft van meer dan twee decimalen, moet u deze kalibreren met een testgewicht—de zwaartekracht in de weegschaal fabriek is niet noodzakelijk hetzelfde als de zwaartekracht in uw huis.

hoewel je de toegenomen zwaartekracht misschien nog niet opmerkt, zou je de expansie opmerken. Na een maand zag je veel scheuren in lange betonconstructies en het falen van verhoogde wegen en oude bruggen. De meeste gebouwen zouden waarschijnlijk ok zijn, hoewel die stevig verankerd in het gesteente zou kunnen beginnen om zich onvoorspelbaar te gedragen.Precies wat je wilt in een wolkenkrabber.

Op dit moment zouden astronauten op het ISS zich zorgen beginnen te maken. Niet alleen zou de grond (en de atmosfeer) stijgen naar hen toe, maar de verhoogde zwaartekracht zou ook leiden tot hun baan om langzaam te krimpen. Ze zouden snel moeten evacueren, hooguit een paar maanden voordat het station weer de atmosfeer inging en deorbiteerde.

t = 1 jaar:

na een jaar zou de zwaartekracht 5% sterker zijn. Je zou waarschijnlijk de gewichtstoename opmerken, en je zou zeker het falen van wegen, bruggen, hoogspanningslijnen, satellieten en onderzeese kabels opmerken. Je pendelklok ligt nu vijf dagen voor.

hoe zit het met de atmosfeer?

als de atmosfeer niet groeit zoals het land en het water, zou de luchtdruk beginnen te dalen. Dit is te wijten aan een combinatie van factoren. Als de zwaartekracht toeneemt, wordt de lucht zwaarder. Maar aangezien die lucht is verspreid over een groter gebied, het totale effect zou zijn het verminderen van de luchtdruk.

aan de andere kant, als de atmosfeer ook uitdijt, zou de luchtdruk aan het oppervlak stijgen. Na jaren was verstreken, de top van Mt. Everest zou niet langer in de “death zone”zijn.Zie Wat-Als # 64. Aan de andere kant, omdat je zwaarder zou zijn—en de berg hoger zou zijn—zou klimmen meer werk zijn.

t = 5 jaar:

na vijf jaar zou de zwaartekracht 25% sterker zijn. Als je 70 kg woog toen de uitbreiding begon, zou je nu 88 kg wegen.

Het grootste deel van onze infrastructuur zou ingestort zijn. De oorzaak van de instorting zou de uitdijende grond onder hen zijn, niet de verhoogde zwaartekracht. Verrassend genoeg zouden de meeste wolkenkrabbers het goed houden onder veel hogere zwaartekracht.Hoewel ik de liften niet zou vertrouwen. Voor de meeste van hen is de beperkende factor niet gewicht, maar wind.

t = 10 jaar:

na 10 jaar zou de zwaartekracht 50% sterker zijn. In het scenario waarin de atmosfeer niet uitdijt, wordt de lucht dun genoeg om moeilijk te ademen, zelfs op zeeniveau. In het andere scenario zijn we nog even in orde.

t = 40 jaar:

na 40 jaar zou de oppervlaktezwaartekracht van de aarde verdrievoudigd zijn.In de loop van decennia zou de zwaartekracht iets sneller groeien dan je zou verwachten, omdat het materiaal in de aarde onder zijn eigen gewicht zou comprimeren. De druk binnen planeten is ongeveer evenredig met het kwadraat van hun oppervlakte, dus de kern van de aarde zou stevig worden samengeperst. Op dit moment zouden zelfs de sterkste mensen alleen maar in staat zijn om met grote moeite te lopen. Ademen zou moeilijk zijn. Bomen zouden instorten. Gewassen zouden niet opstaan onder hun eigen gewicht. Vrijwel elke berghelling zou enorme aardverschuivingen zien als materiaal zocht een ondiepere hoek van rust.

geologische activiteit zou ook versnellen. Het grootste deel van de aarde warmte wordt geleverd door radioactief verval van mineralen in de korst en mantel,hoewel sommige radioactieve elementen, zoals uranium, zijn zwaar, ze worden geperst uit de onderste lagen omdat hun atomen niet goed gaas met de rotsen op die dieptes. Zie dit hoofdstuk en dit artikel voor meer informatie. en meer aarde betekent meer warmte. Aangezien het volume sneller uitzet dan het oppervlak, zal de totale warmte die per vierkante meter uitstroomt toenemen.het is eigenlijk niet genoeg om de planeet substantieel te verwarmen—de oppervlaktetemperatuur van de Aarde wordt gedomineerd door de atmosfeer en de zon—maar het zou leiden tot meer vulkanen, meer aardbevingen en een snellere tektonische beweging. Dit zou vergelijkbaar zijn met de situatie op aarde miljarden jaren geleden, toen we meer radioactief materiaal hadden en dus een hetere mantel.

meer actieve platentektoniek kan goed zijn voor het leven. Platentektoniek speelt een sleutelrol in het stabiliseren van het klimaat op aarde, en planeten kleiner dan de aarde (zoals Mars) hebben niet genoeg interne warmte om op lange termijn geologische activiteit te ondersteunen. Een grotere planeet zou meer geologische activiteit mogelijk maken, daarom denken sommige wetenschappers dat exoplaneten die iets groter zijn dan de aarde (“superaarde”) vriendelijker voor het leven zouden kunnen zijn dan exoplaneten ter grootte van de aarde.Sasselov, Dimitar D.. Het leven van superaardes: hoe de jacht op buitenaardse werelden en kunstmatige cellen het leven op onze planeet zal veranderen. New York: Basic Books, 2012.

t = 100 jaar:

na 100 jaar zouden we meer dan zes gees van zwaartekracht ervaren. Niet alleen zouden we niet in staat zijn om rond te bewegen om voedsel te vinden, maar ons hart zou niet in staat zijn om bloed naar onze hersenen te pompen. Alleen kleine insecten (en zeedieren) zouden fysiek in staat zijn om zich te bewegen. Misschien kunnen mensen overleven in speciaal gebouwde gecontroleerde-druk koepels, bewegen door het houden van de meeste van onze lichamen ondergedompeld in water.

ademen in deze situatie zou moeilijk zijn. Het is moeilijk om lucht op te zuigen tegen het gewicht van het water, dat is de reden waarom snorkels alleen kunnen werken als je longen dicht bij het oppervlak.

Buiten lagedrukkoepels zou de lucht om een andere reden onadembaar worden. Bij ongeveer 6 atmosferen wordt zelfs de gewone lucht giftig.R. M. Franz en P. C. Schutte, barometrische gevaren in de context van deep-level mining, het tijdschrift van het South African Institute of Mining and Metallurgy zelfs als we erin waren geslaagd om alle andere problemen te overleven, met 100 jaar, zouden we dood zijn door zuurstofvergiftiging. Giftigheid terzijde, het inademen van dichte lucht is moeilijk simpelweg omdat het zwaar is.

zwart gat?

wanneer zou de aarde uiteindelijk een zwart gat worden?

Het is moeilijk om dat te beantwoorden, omdat het uitgangspunt van de vraag is dat de straal gestaag uitdijt terwijl de dichtheid gelijk blijft—terwijl een zwart gat, de dichtheid toeneemt.

de dynamiek van echt enorme rotsachtige planeten wordt niet vaak geanalyseerd, omdat er geen voor de hand liggende manier is dat ze kunnen ontstaan; alles dat zo groot is zal genoeg zwaartekracht hebben om waterstof en helium te verzamelen tijdens de vorming van de planeet en een gasreus te worden.

op een gegeven moment zou onze groeiende aarde het punt bereiken waar het toevoegen van meer massa ervoor zorgt dat het samentrekt in plaats van uit te breiden. Na dit punt, zou het instorten in iets als een sputterende witte dwerg of neutronenster, en dan—als de massa bleef toenemen-uiteindelijk een zwart gat.

maar voordat het zover komt …

t = 300 jaar:

Het is jammer dat mensen niet zo lang zouden leven, want op dit moment zou er iets heel leuks gebeuren.

naarmate de aarde groeit, spiraalt de maan, net als al onze satellieten, geleidelijk naar binnen.Plummer, H. C., Note on the motion about an attracting centre of slowly increasing mass, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 66, p. 83 na enkele eeuwen zou het dicht genoeg bij de gezwollen aarde zijn dat de getijdekrachten tussen de aarde en de maan sterker zouden zijn dan de gravitatiekrachten die de Maan bij elkaar houden.

wanneer de Maan deze grens—de Rochelimiet genoemd-passeert, breekt deze geleidelijk uit elkaar …

… en de aarde zou, voor een korte tijd, ringen hebben.