Если погаснет Солнце — через сколько времени замерзнет Земля?

18 Окт
2012

Если бы Солнце погасло или произошло полное солнечное затмение во всем мире, сколько бы потребовалось времени, чтобы люди умерли от холода, и что можно было бы предпринять, чтобы выжить?

1. Предварительные расчеты позволяют предположить, что, если Солнце погаснет, Земля замерзнет через 45 дней в соответствии с законом Стефана-Больцмана, по которому тепловое излучение тела связано с его температурой. Мои расчеты показывают, что огромный объем солнечной энергии, поглощаемый Землей, хранится в океанических пространствах, которые имеют среднюю температуру 15°С вплоть до глубины 35 м. Энергия, несомая подводными течениями на больших глубинах, не считается, потому что она быстро станет недоступной из-за покрывшейся льдами поверхности воды.

Обладая небольшой способностью сохранять тепло, суша замерзнет гораздо быстрее, чем океаны. Воздух над сравнительно теплыми океанами будет подниматься, уступая место холодному воздуху с континентов. Он охладит поверхность воды и повысит ее циркуляцию, приближая холодную вечную ночь.
Интересно, что вулканический пепел, поднявшийся после извержения вулкана Тамбора в 1815 г., одновременно и способствовал, и препятствовал охлаждению. Пепел блокировал Солнце, однако уменьшил поступление тепла с Земли, создав парниковый эффект. Солнце потускнело на 25%, что привело к тому, что средние температуры в 1816 г. упали на 0,7°С. Однако такое незначительное падение температуры, несмотря на сильное уменьшение количества солнечного света, позволяет предположить, что Земле для замерзания потребуется больше 45 дней. Возможно, замерзание отодвинется еще на неопределенный срок благодаря естественному парниковому эффекту, который обусловлен атмосферой и теплом, исходящим по инерции от океанов.
Тем не менее люди на Земле могли бы существовать еще какое-то время. Осталось бы достаточно энергии в виде ископаемых, а также ядерное горючее и геотермальные источники. Но без растений, которые поддерживают уровень кислорода, все эти источники энергии быстро сошли бы на нет, так что нам пришлось бы строить биосферу с искусственным светом для того, чтобы в растениях мог протекать процесс фотосинтеза.
К счастью, такой эксперимент, как «выключение» Солнца, Земле не грозит в ближайшие 5 млрд лет.

2. Вычислить, сколько времени нам потребовалось бы на то, чтобы замерзнуть без солнечного света, вы можете, экстраполировав уровень охлаждения, которое происходит по ночам. В ясную погоду температура может опуститься до нуля градусов меньше чем за 12 часов. Если небо покрыто тяжелыми облаками, водяной пар удерживает тепло, так что охлаждение занимает гораздо больше времени — температура падает примерно на 5°С за 12 часов. Однако без тепловой энергии солнца, постоянно испаряющей воду, облака, образующие изоляционное покрытие, быстро исчезнут. И скорее всего, большая часть поверхности Земли замерзнет в течение нескольких дней. Единственным исключением станут районы, прилегающие к побережьям, где замерзание может растянуться на несколько недель, потому что океаны сохраняют значительное количество тепла.
Можем ли мы остановить это? Возможно, если бы мы могли быстро сжечь все леса, высвободив большое количество углекислого газа, чтобы помочь удержать инфракрасное тепловое излучение. Однако на одном только ископаемом горючем, ядерной и геотермальной энергии — единственное, на что мы можем рассчитывать — мы все равно долго не протянем. И если даже и протянем какое- то время, то все равно умрем от голода и недостатка кислорода.

3. Солнце нельзя выключить, как электрическую лампочку. Оно светит, потому что температура на его поверхности около 5500°С и оно разогрето синтезом внутри ядра, которое еще горячее — около 15 000 000°С. Даже если ядерный синтез вдруг внезапно прекратится, Солнце продолжит излучать свет, так же как выключенная электроплитка еще долго остается теплой.
Конечно, Солнце больше и горячее, чем плитка, так что оно будет продолжать излучать тепло и свет еще долгое время. Кроме того, потребуется время, чтобы растратилась энергия, производимая солнечным ядром. Солнце остывало бы по чуть-чуть каждый год, но по мере остывания оно бы сжималось, освобождая гравитационную энергию, которая бы нагревала его и частично компенсировала охлаждение. Так продолжают светить белые карлики. Достаточно сказать, что может пройти много миллионов лет, прежде чем наши потомки что-то заметят.
Однако, если Солнце вдруг исчезнет, Земля остынет быстро. Незащищенные люди начнут замерзать через несколько дней, но смогут прожить гораздо дольше, если спустятся в глубокие шахты, согреваясь внутренним теплом Земли.

4. Даже если Солнце исчезнет, экосистема вокруг подводных гидротермальных источников на подводных горных грядах океанических пространств Земли будет продолжать хемосинтез, используя геотермальную энергию еще несколько миллионов лет. Такой хемосинтез — обычное дело для трубчатых червей.

5. Предыдущий корреспондент ошибается, утверждая, что трубчатые черви не заметили бы, если бы исчезло Солнце. Это современный миф, что хемосинтезирующие организмы, живущие в гидротермальных подводных источниках, полностью самодостаточны. Это не так. Большинство из них используют кислород для обмена веществ. Он появляется, естественно, благодаря фотосинтезу, возможному только при солнечном свете на поверхности воды и на земле.


 

Комментарии:

наверх