środa, 15 kwietnia 2015

Czy Ziemia robi się cięższa?

Każdy z nas ma pod sobą niemal sześć kwadrylionów kilogramów planety. Zgaduję, że zdarzyło się Wam zastanawiać czy Ziemi nam przybywa, czy ubywa. Niektórzy wręcz wyrazili zapotrzebowanie na poświęconą temu notkę. Oto i ona.

Uważa się, że w jądrze naszej planety, w samym jej centrum, znajduje się niewielka, ośmiokilometrowej średnicy sfera uranu, działająca jak naturalny reaktor. Rozpadający się pierwiastek uwalnia energię i traci masę. Szacuje się, że to około 16 ton rocznie. Energia również ma masę. W tym energia kinetyczna wirującej planety. Jako, że Ziemia powoli traci prędkość obrotową, przekłada się to na kolejne 16 ton masy rocznie. Na razie jesteśmy na minusie.

Obok energii kinetycznej jest również energia cieplna. A tej ostatnio przybywa. Rosnąca temperatura Ziemi dodaje około 160 ton rocznie. To jednak niewiele wobec 40 000 ton kosmicznych odpadków. Pył, meteory, fragmenty komet są nieustannie ściągane na naszą planetę, oraz “zgarniane” w czasie jej ruchu po orbicie.

Jeśli obstawialiście, że nasza planeta robi się cięższa, to czeka Was niespodzianka. Największym czynnikiem w bilansie masy okazuje się bowiem ucieczka wodoru i helu. Jak wiadomo temperatura to energia kinetyczna ruchu i drgań cząsteczek. Energia kinetyczna zależy od masy i kwadratu prędkości. Co za tym idzie, najlżejsze gazy takie jak wodór i hel, przy tej samej temperaturze, poruszają się kilkanaście, kilkadziesiąt razy szybciej niż tlen czy azot. Wodór na przykład osiąga prędkość do 16 kilometrów na sekundę, a to znacznie więcej niż potrzeba (11 km/s) by uciec z pola grawitacyjnego Ziemi i bezpowrotnie pomknąć w kosmos.

Z tego powodu hel, choć jest drugim najpowszechniejszym pierwiastkiem we wszechświecie, na naszej planecie jest surowcem nieodnawialnym. Skąd w takim razie w ogóle hel na Ziemi, skoro miał 4,5 miliarda lat by uciec? Jego większość pochodzi z rozpadu cięższych pierwiastków w skorupie planety. Co ciekawe - Polska jest wśród pięciu największych “producentów” helu na świecie.

Kończąc dygresję - ucieczka wodoru i helu to w sumie 95 000 ton rocznie (jakieś trzy kilogramy na sekundę). Podsumowując zyski i straty, nasza planeta robi się lżejsza o masę jednego Titanika rocznie, czyli mniej więcej 0,000 000 000 000 000 01 swojej całkowitej masy. Gdyby porównać to z przeciętnym człowiekiem, traciłby on masę jednej maleńkiej bakterii rocznie.


4 komentarze:

  1. A co z dodatkową masą nabywaną co roku z powodu przyciągania drobin pyłu kosmicznego? Szacuje się od 400kt do 1mln ton. Nawet zakładając 10% tego mamy bilans dodatni. Z utratą helu jest rzeczywiście źle. Szczególnie kiedy tak dużo wysyłamy balonów napełnianych tym gazem i ulatuje on bezpowrotnie opuszczając atmosferę.

    Pozdrawiam
    LKILUKEN

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ten pył składa się na te 40 000 ton rocznie o których wspominałem.

      Usuń