弄停地球,你以为来的只有海啸?

文章作者:管理一号 | 2019-03-02
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来历:我国科普饱

跟着电影《漂泊地球》的热映,咱们对其物理学方面的可行性开端进行评论。可是在小说原著中,文章一开端就提到了对生态问题的忧虑,然后也花费很多的翰墨描写了环境恶化,这是大多数未看过原著的观众所不了解的。当然,为了凸显人类面临绝地所迸发出来的大无畏精力,电影仍是弱化了“漂泊地球计划”对环境的损坏和对整个人类的影响。那么在这篇文章里,笔者将与咱们评论一下假如真的执行计划,地球会遭受怎样的损坏。

弄停地球,你认为来的只需海啸?

依据电影情节,漂泊地球计划总共分为五个阶段,其间的第一步是用地球发动机使地球中止滚动,使发动机喷口固定在地球作业的反方向。相较于影片中的描绘,因为刹车年代长达42年,不管地球上的冰川是否消融,由此而发作的超级海啸和海平面上升其实并不恐惧,这种缓慢的降速并不是发作超级海啸的原因。可是关于地球来讲,水体改动其实并不是最灵敏的,大气发作的动摇才是必需要忧虑的大问题。

1、大气环流受影响,带来超级风暴

这是因为气体质量更小,一旦遭到外力,更简略发作改动。可以使行星中止滚动的赤道转向发动机,喷出的工质将足以剧烈地改动大气环流,这大约个什么现象呢?

首先看部分图,行星发动机的高度尽管在现已在万米高空,空气现已较为淡薄,可是仍然在大气层的底部,还处于对流层之中,会对超越百分之五十以上的大气进行加快。这就像一个吹风机,尽管相对这个室内空间来说对周围的空气影响不大,可是对风筒前面的区域仍是有很明显的影响。最要害的是影片中的这个风筒口比一个体育场还大,假如接连作业42年,灾难性的结果可想而知。

行星发动机喷射的工质在大气中的状况的示意图,来历:作者克己

再从整个地球大气环流的视点来讲,当数以百计的赤道转向发动机沿地球切线方向接连42年作业后,地球的大气环流就彻底不同了——原始地球的大气环流是从赤道向南北极分为三个层次,高压低压相间,相互影响也互相依存,致使全球性的大气运动不会特别剧烈。

正常状况下地球的大气环流示意图,来历:作者克己

当刹车年代开端后,赤道区域的全球大气将自西向东朝一个方向运动,这在原著中并没有考虑到,而到了影片中则对这种状况专门做了阐明。可是考虑到行星发动机喷射的超高速工质,关于大气环流的影响仍是偏于达观了,相比之下,南北极区域反而成了风水宝地。

受行星发动机影响后的地球大气运动形式示意图,作者克己

越来越快的大气运动将演变成常态化的超级风暴,而这种超级风暴关于地表的巨大植被以及生物有着巨大的杀伤效果。更严峻的结果是越高的修建所遭受的影响就越大,这令具有11000米高度的行星发动机的规划和缔造难度又增大了不少。

2、不是进入冰期,而是焚山煮海

接下来咱们把目光放的更远些,从赤道转向发动机扩大到全球12000个行星发动机,在影片中因为地球逐步远离太阳,设定为在零下70多度的极寒条件下求生。可是咱们复盘一下缔造一万两千座推进地球的行星发动机,以及坐落发动机正下方的地下城,就可以得到不同的定论。

依据原著,这些发动机坐落北半球,且散布于亚洲板块和美洲板块的大陆上,因为只需这两个无缺坚实的板块才可以承当发动机对地球的巨大推力。依照这一设定,咱们需要在不到7000万平方公里的规划内缔造12000多台行星发动机,每座发动机之间的距离大约也就70公里;至于发动机多大,书中并没有清晰的阐明,只是经过观赏“华北794号山”发动机旁边面描写了发动机的巨大——11000米的高度,即使发动机显露地表的部分呈一个等边梯形也将有12.7公里的直径。所以在视觉中,实在的行星发动机散布图应该如下所示。

全球规划行星发动机占地及散布示意图,来历:作者克己

咱们依照原著要求随机生成12000个点,为了避免点的巨细会跟着份额尺主动改动,又以点为中心依照咱们上文幻想的行星发动机的占地半径设置缓冲区,最终成图,鳞次栉比的散布是不是看着很酸爽。

当然假如咱们扩大看细节图,行星发动机的缔造密度其实仍是比较可行的——比地级市的密度还要大一些,应该是分管了南半球其他区域搬运过来的居民。因为行星发动机除了为“漂泊地球计划”供应运动的动力,更首要的是供应地下城市的能量,究竟关于高度发达的人类文明来讲,有了能量简直就有了全部。

华北部分区域行星发动机占地及散布示意图

但如此高的密布度并不是困扰咱们的最大问题,难以耗费的热量才是。对航天器有所了解的人对此应该不生疏,航天器的能量历来不是困扰规划者的最大问题,航天器的热平衡(发作热量和热量流失之间的动态平衡)相同是非常重要的课题,一旦规划出现问题,航天器的寿数就会大打折扣。

相同道理,地球这个半径超越6000公里的航天器仍然也会受其困扰。飞向比邻星的地球承受太阳的辐射在逐步变小,但本身带着的12000座等离子的行星发动机所发作的废热足以将地球烤得比曲奇还酥脆。退一万步讲,彼时人类的技能水平大幅进步,行星发动机的效率高的超乎咱们的幻想,并且,发动机地下部分发作的废热可以用于地下城的能量供应。但就像前文说的,行星发动机的高度远低于大气的厚度,会一直对大气做功,除了加快大气的运动,更大的影响就是剧烈加热大气:要知道,行星发动机的占地面积挨近地球5%的陆地面积,你可以幻想在一平方米面积巨细的生态箱中放一个小腿那么粗(直径25cm)的酒精喷灯?(PS:原著中也将行星发动机称为“天主的喷灯”)——嗯,这是要做干锅牛蛙吧。

来历:作者克己

假如仍然难以了解,咱们无妨换个视点,跟着行星发动机的作业,每时每刻都有很多辆巨大的装载车进行装料作业,而所谓的烧石头进行的是重元素聚变,也就是意味着地球可以当作被很多颗氢弹不断的轰炸,托咱们赖以生存的大气层的福,这种数量级的能量,地球底子无法向宇宙空间消化。

届时,地球即使没有太阳,但凭仗尽力自己成为了一颗伪恒星,咱们忧虑极寒的气候么?咱们该关怀的是海洋究竟是欢腾了,仍是气化了!汉语中有一个成语——焚山煮海,用在这种状况下最适合不过了。

来历:作者克己

为什么要打包地球呢?

当你跨过山和大海,也搞定了摩肩接踵,成功的完结“漂泊地球计划”的前期作业,从刹车年代进入了逃逸年代,开端咱们的星斗大海之旅。但遽然发现,地球被这么一折腾,遽然间你就差不多成为孤家寡人了,因为国际上大多数的生命底子无法习惯漂泊地球计划对地球急进的改造。

比如在计划的准备阶段,如此规划的缔造会导致地表植被的很多逝世,即使有海洋中的藻类仍然可以光合效果,但氧气仍然难以得到及时弥补,你会发现12000座超级工程的行星发动机的缔造作业变得愈加困难,人类乃至不相信自己可以熬到计划的全面实施阶段;再加上缔造超越10000台行星推进器时锻炼金属所耗费的氧气相同不行小窥,此刻的人类不得不面临一个巨大的问题,咱们的氧气不行用了。

再退一步讲,咱们可以凭仗技能取得满足的氧气,但二氧化碳、乃至氢气等气体含量却会很多添加,人类可以挑选性的使用氧气,但绝大数的生命难以面临这种改动,这种生态的毁灭性的损坏是短期内难以康复的。

1、地球的生态系统无与伦比

事实上,假如依照电影(或许小说)告知的布景,从“漂泊地球计划”还未开端,就需要对地球上的物种进行必要的处理,确保当抵达目的地时可以从头繁殖开展。所以在太空站中才有对很多物种的备份,但这种数量级的备份或许只是无济于事。

所以,同缔造一艘或几艘超级星际飞船比,打包整个地球仍有巨大的优势:最底子的原因就是地球的元素丰度关于咱们人类和现已习惯这一环境的生命来讲,是无与伦比的。尽管历史上地球相同阅历了数次绝灭,但只需地球本身确保无缺,全部就还有起色。而即使再大的飞船,相关于地球其生态系统仍然显得过于简略,打包地球实在是一个极具性价比的生意。

咱们在上世纪80年代曾进行过闻名的“生物圈2号”试验,依托美国石油大王洛克菲勒为主的几家财团,托付空间生物圈危险投资公司承建一个占地12000平方米,容积达141600立方米,力求物质闭环而信息敞开的关闭空间。在空间内部承载5个野生生物群落和两个人工生物群落,以地球热带生态系统为样板,包括约4000个物种,其间动植物约3000种,微生物约1000种。

可是就是这么一个经过细致规划且看似规划不小的生态系统,只是过了两年就因为氧气和二氧化碳份额失控而宣告失利。所以,诺亚方舟也就只能作为一个传说算了,更何况还要历经一百代人的尽力才干抵达目的地的星际游览。

生物圈2号的试验场所,来历:公有范畴

2、自古以来的家国情怀

当然,这一挑选最重要的仍是咱们我国人自古以来的家国情怀、安土而重迁;历史上,相同面临洪水,咱们先人的挑选就一个字——干,大禹治水,凿山疏堰;而西方却挑选了诺亚方舟。相同是天出了问题,咱们或射日,或补天,从未挑选抛弃家乡,有块地,给点水,给点阳光,咱们就能种出一个国际。

与其届时漂泊,不如好好保护

自《漂泊地球》上映以来,咱们都热心评论“漂泊地球计划”的物理学或许性,可是,他人都关怀你飞得远不远,只需咱们地球科学作业者才关怀你飞的惨不惨,作为地球科学作业者,更重视的是地球现有的环境和资源,那么惨烈的局势咱们必定搞定不了,可是那些叫嚣小破球咱们走的小伙伴,你们把地球搞的千疮百孔还想飞离太阳系,这么想入非非的工程,你们的开发使用计划是不会经过环评的。

依照影片的设定,经过了100代人的尽力,泊入到比邻星轨迹,地球或许现已不是那个地球,家乡也或许现已不再美丽。有人大致算过,不考虑技能等一系列问题,单纯到达5%光速,地球就需要失掉9.5%的质量,这意味地壳和大部分的上地幔都保不住了。但我期望咱们仍是不要打地球表面那一点点水体的主见,否则,到了比邻星,咱们仍然无法从头开端,那里依旧是离家最远的当地;与其梦想着带着家去远方,不如好好保护咱们的地球。

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