Terry Pratchett The Science of Discworld I / Терри Пратчетт Наука Плоского Мира I: EIGHTEEN AIR AND WATER

ЭТО ДОВОЛЬНО УДИВИТЕЛЬНО, что жесткие правила физики допускают нечто такое гибкое как жизнь, и волшебников можно было бы твёрдо обвинить в том, что они не предугадали возможности, что живые создания вполне могут существовать на голых камнях Круглого Мира.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:04

Но Здесь Внизу всё не так уж и отличается от того, что Там Высоко, как кажется.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:06

Прежде чем мы можем говорить о жизни, нам нужно разобраться с ещё некоторыми особенностями нашей родной планеты: атмосферой и океаном.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:07

Без них, как мы знаем, не могла бы зародится жизнь; без жизни, как мы знаем, наши океаны и атмосфера была бы другой.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:09

История атмосферы Земли тесно связана с историей океана.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:09

Действительно, океаны можно по праву считать влажным, плотным слоем атмосферы.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:11

Океаны и атмосфера развивались вместе, оказывая сильное влияния друг на друга, и даже сейчас такое "очевидно" атмосферное явление как погода оказывается имеет близкое отношение к тому, что происходит в океанах.

Krevedko_boo 09.03.13 в 14:57

Одним из главных последних прорывов в предсказании погоды было учёт способности океанов поглощать, перемещать и отдавать тепло и влагу.

Krevedko_boo 09.03.13 в 15:01

В некоторой степени, это справедливо и для земной суши, которая так же развивалась совместно с воздухом и морями, и так же взаимодействует с ними.

Krevedko_boo 09.03.13 в 15:04

Однако связь между океанами и атмосферой сильнее.

Krevedko_boo 09.03.13 в 15:05

Земля и её атмосфера возникли вместе из одного исходного облака газа, что дало жизнь Солнцу и солнечной системе.

Krevedko_boo 09.03.13 в 15:07

Повинуясь простому правилу, более плотные вещества опустились на дно сжимающегося комка материи, в котором мы теперь обитаем, а более легкие всплыли наверх.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:23

Конечно, продолжается (и до сих пор) много различных процессов, так что Земля это не просто ряд концентрических оболочек с более лёгкой и лёгкой материей, но в основном в распределение твёрдых жидких и газообразных веществ есть смысл, если думать о них таким образом.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:27

И так, когда расплавленные породы Земли начинают охлаждаться и затвердевать, рождающаяся планета уже находиться окружённой первобытной атмосферой.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:30

Она определённо очень отличалась от современной атмосферы, которая является смесью газов, главным из которых является азот, кислород и инертный газ аргон, и соединения углекислого газа и воды (в форме пара).

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:32

Первобытная атмосфера также значительно отличалась от газового облака, из которого она собственно образовалась - она не была просто представлением того, что было вокруг.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:35

Есть несколько причин для этого

wrongshinylight 09.03.13 в 14:20

Одна из них, это то, что планета, имеющая твердую поверхность, и газовое облако удерживают разные газы.

wrongshinylight 09.03.13 в 14:24

Другая это то, что твёрдая планета может вырабатывать газы, путём химических или даже ядерных реакций, или других физических процессов, что вырываются из её недр в атмосферу.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:41

Раннее облако было богато водородом и гелием - легчайшими из газов.

wrongshinylight 09.03.13 в 14:26

Скорость с которой движутся молекулы замедлялась по мере того, как молекулы становились тяжелее - молекула, чья масса была больше в сто раз, двигалась в десять раз медленнее.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:45

Всё что движется быстрее второй космической скорости, что составляет около 7 миль в секунду (11 км\сек), может преодолеть Земное притяжение и исчезнуть в космосе.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:47

Молекулы в атмосфере, чья молекулярная масса (которая получится если сложить атомный вес компонентов атома ) меньше 10 должны по идее исчезнуть в пустоте.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:49

Водород имеет молекулярный вес 2, гелий 4, так что ни один из этих двоих так или иначе должны витать повсюду.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:51

Самые изобилующие молекулы в первичном газовом облаке, с молекулярной массой больше 10, как метан, аммиак, вода и неон.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:53

Это очень похоже на то, что можно сейчас обнаружить на газовых гигантах Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне - по ожиданиям они более массивны, так что имеют более высокую вторую космическую скорость, и могут неплохо удерживать более лёгкие газы как водород и гений.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:55

Мы не можем быть уверены, что Земля 4 миллиарда лет назад имела метано-аммиачную атмосферу, поскольку ты не знаем точно, как сжималось первичное газовое облако, но ясно, что даже если на древней Земле была такая атмосфера, в конечном итоге, она её утратила.

Krevedko_boo 09.03.13 в 16:59

Сегодня на Земле есть немного метана или аммиака, но в основном они биологического происхождения.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:00

Вскоре после того как сформировалась Земля, атмосфера содержала очень мало кислорода.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:00

Около 2 миллионов лет назад, доля кислорода в атмосфере увеличилась примерно до 5%.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:01

Более вероятная причина такой перемены (хотя возможно не единственной ) - было развитие фотосинтеза.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:03

На некой стадии, возможно около 2 миллионов лет назад, бактерии в океане научились трюку использования энергии дневного света чтобы перерабатывать воду и углекислый газ в сахар и кислород.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:05

Растения используют этот трюк сегодня, и они используют такие же молекулы как и одна из ранних бактерий: хлорофилл.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:07

Животные поступают совершенно противоположным образом: они питаю себя кислородом, перерабатывая пищу и вырабатывая углекислый газ вместо того, чтобы его использовать.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:10

Эти ранние фотосинтезирующие бактерии использовали сахар как энергию и быстро размножались, и для них кислород был просто формой токсичных отходов, который поднимался в атмосферу.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:12

Уровень кислорода оставался примерно постоянным до момента примерно 600 миллионов лет назад, когда произошёл резкий скачок его до сегодняшнего уровня в 21%.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:14

Количество кислорода в современной атмосфере довольно велико, что не могло бы не поддерживается влиянием живых существ, которые не только вырабатывают кислород в огромных количествах, но и используют его снова, в частности перерабатывая его в углекислый газ.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:18

Это поразительно, насколько "не сбалансирована" атмосфера в сравнении с тем, что могло бы произойти если бы жизнь внезапно исчезла и могли происходить только неорганические химические процессы.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:21

Количество кислорода в атмосфере динамично - оно может меняется, по геологическим меркам очень быстро, это дело нескольких столетий, а не миллионов лет.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:23

К примеру, если некое стихийное бедствие убило бы все растения, но оставило бы животных, тогда доля кислорода в течении 500 лет уменьшилась бы в два раза, до уровня содержания кислорода на горных вершинах Анд.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:26

Так же проходит сценарий "ядерной зимы" представленный Карлом Саганом, в котором в результате ядерной войны облака пыли поднимутся атмосферу и закроют солнце, лучи которого не будут достигать земли.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:28

В этом случае, растения могут влачить жалкое существование, но фотосинтезировать не будут: они будут использовать кислород, хотя, так делают микроорганизмы разлагающие погибшие растения.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:31

К такому эффекту экранирования может так же привести необычно большое количество действующих вулканов, удар большого метеорита или кометы о Землю.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:33

Когда комета Шумайкера-Леви столкнулась с Юпитером в 1994 году, сила удара была равна полумиллиону водородных бомб.

Krevedko_boo 09.03.13 в 17:36

"Бюджет" прихода и расхода кислорода, и связанный с ним, но отдельный бюджет углерода остаются непонятными.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:07

Это ужасно важный вопрос, поскольку это основная почва для споров о глобальном потеплении.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:10

Человеческая активность, такая как электростанции, промышленность, использование машин, или просто занятие своими обычными делами и дыхание - вырабатывают углекислый газ.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:12

Углекислый газ это "парниковый газ", который захватывает входящий свет как стекло парника.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:14

Так, если мы выработаем слишком много углекислого газа, планета должна будет нагреться.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:14

Это будет иметь нежелательные последствия, начиная от затопления низменных регионов Бангладеша, до больших изменений географических ареалов обитания насекомых, которые могли бы нанести серьезный вред сельскохозяйственным культурам.

Krevedko_boo 10.03.13 в 07:17