niedziela, 19 lipca 2020

Kataklizm jakiego Ziemia nie widziała

...i nie zobaczy. Bo coś takiego, może się zdarzyć tylko na planecie-oku. Planety oczy, to określenie na planety, których obrót wokół własnej osi trwa tyle samo co okrążenie wokół gwiazdy. Innymi słowy doba trwa tam cały rok. Analogicznie, jak w przypadku naszego Księżyca, mniejszy glob jest zawsze zwrócony jedną stroną w kierunku większego. Dlatego tak zwana “ciemna strona” Księżyca, powinna być raczej nazywana “dalszą stroną”.

Nazwa planeta-oko wynika z tego, że niektóre z nich mogą rzeczywiście wyglądać jak wielkie gałki oczne wiszące w kosmosie - skute białym lodem, z okrągłą ciemną “źrenicą” po stronie zwróconej do gwiazdy, gdzie jest dość ciepło by woda była roztopiona. Planety tego typu są szczególnie interesujące, bo we wszechświecie jest ich niezwykle dużo, więc jeśli udało by się potwierdzić, że w sprzyjających warunkach może tam istnieć życie, byłby to mocny argument za tym, że kosmos tętni życiem.


Tidal Locking

Dlaczego w ogóle dochodzi do takiego zjawiska? Czemu obrót niektórych ciał zostaje zahamowany? Wynika to różnicy w sile oddziaływania grawitacji na różne punkty planety lub księżyca. Siła przyciągania maleje dość gwałtownie z odległością (jeśli podwoimy swój dystans od np Słońca, będzie nas przyciągać czterokrotnie słabiej). Tuż po formacji Księżyc najprawdopodobniej obracał się i to w sporym tempie. Jednak każda nawet drobna formacja wystająca z jego powierzchni, znajdująca się po stronie Ziemi sprawiała, że grawitacja naszej planety lekko spowalniała jego obrót, zupełnie jakbyśmy delikatnie łapali wyciągniętą rękę dziecka na karuzeli. Dzięki temu, oraz dzięki lawie, którą siły pływowe kierowały w kierunku Ziemi, która dodatkowo spowalniała obrót, w czasie krótszym niż kilkanaście milionów lat Księżyc, obecnie z lekkim wybrzuszeniem po “jasnej” stronie wyrównał swój ruch obrotowy z ruchem orbitalnym.

Planety-oczy mogą być fascynującymi światami. Raport z Zarminy to chyba mój pierwszy wpis na ich temat. Jestem szczególnie zadowolony z tej notki, bo pokazuje jak z perspektywy planety-oka Ziemia mogłaby się wydawać planetą kompletnego chaosu i niestabilności. Na tytułowej “Zarminie” gwiazda zawsze jest w tym samym miejscu na niebie. Układy wiatrów powinny być grubsza niezmienne, i tak dalej. Naukowcy podejrzewają, że w niektórych przypadkach woda mogłaby zostać “uwięziona” na nocnej stronie. Po stronie dziennej podlegałaby parowaniu lub przy rzadkiej atmosferze wprost sublimacji, a następnie zamarzałaby na nieoświetlonej stronie i zostawała tam na zawsze. Późniejsze analizy pokazały jednak, że mógłby istnieć całkiem stabilny cykl gdzie, tak jak w przypadku Ziemi, samo ciśnienie warstw lodu powodowałoby topnienie dolnych warstw, które spływałyby w kierunku oświetlonej części planety.

Tak więc jeśli pominąć nieustanne silne wiatry, na niektórych z tych planet mogłyby powstać całkiem przytulne warunki. Rzeki wiecznie płynące w kierunku gwiazdy tkwiącej nieruchomo na niebie. Dodajmy do tego, że czerwone karły wokół których licznie odkrywamy skalne planety są gwiazdami, które mogą trwać z grubsza niezmiennie przez dziesiątki miliardów lat (Słońce po 4,5 miliarda lat jest już w połowie swojego życia a już za miliard lat będzie tak gorące, że Ziemia będzie niezdatna do życia).


Kataklizm

I tu dochodzimy do hipotetycznej tragedii, która mogłaby dotknąć takie niezmienne sanktuarium stabilności? Wyobraźmy sobie piłeczkę do ping ponga na wodzie. Przyklejmy warstwę plasteliny na jednej stronie. Jako cięższa, ta strona pójdzie pod wodę. Lżejsza strona będzie nad wodą. A teraz zacznijmy doklejać plastelinę na górnej stronie. W pewnym momencie to ona stanie się cięższa i piłka się obróci.

Można wyobrazić sobie scenariusz, gdzie lód gromadzący się na nocnej stronie planety-oka przesunie środek ciężkości globu tak bardzo, że to oblodzona strona stanie się cięższa. Księżyc wydaje się dla nas nieruchomy na swojej orbicie, ale w rzeczywistości wykonuje ruchy libracyjne i pozornie “chwieje się” na swojej orbicie. Wiele planet-oczu może wykonywać podobne ruchy. Kilka zbiegów okoliczności, wyjątkowa w danym okresie ilość lodu, może lekki wpływ pozostałych planet w układzie i nasza planeta, “nieruchoma” od milionów lat nagle obraca się o sto osiemdziesiąt stopni. Dzień staje się nocą, rzeki się zatrzymują, spieczona, sucha i spękana pustynia staje się ciemna i zimna a tryliony ton lodu topnieją, nagle wystawione na światło gwiazdy. Rzeki wpierw zmieniają bieg, potem następuje globalny potop i kto wie jakie inne dramatyczne zjawiska pogodowe.

Hipotetycznie. Jestem za cienki między uszami, żeby sprawdzić lub policzyć jak prawdopodobny jest taki scenariusz, być może w niektórych przypadkach zdarza się to wręcz cyklicznie, a gdzie indziej nigdy. Ale chętnie zobaczyłbym film katastroficzny o takiej tematyce.




9 komentarzy:

  1. Już sama nazwa twojego bloga wskazuje na to, że jesteś za cienki.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. No tak, "węgłowy szowinista" , to by się zgadzało. Jedną z form allotropowych węgla jest grafen, a grafen jest cienki ;-)

      Usuń
  2. Zakładając że taka planeta jest zbudowana podobnie do Ziemii, to taki kataklizm jest raczej dość nieprawdopodbny: masa całej Ziemi to 5,9e24 kg a całej wody na Ziemii 1,3e21 kg (na szybko przeliczyłem z danych w km^3) czyli mniej niż promil masy całej Ziemi.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jednocześnie Ziemia jest gładsza niż kula bilardowa, więc przesunięcie środka ciężkości mogłoby wystarczyć przy odpowiednich warunkach.

      Natomiast tak jak ktoś zasugerował w komentarzach - gdyby zjawisko było stopniowe, tzn gdyby planeta trochę się przechyliła, możliwe, że lód znów zbierałby się w innym regionie który aktualnie byłby najodleglejszy. Innymi słowy może istnieć ujemne sprżężenie zwrotne, które zapobiega takiej rewolucji.

      Wiele może też zalezeć od tego w jakiej odległości od terminatora woda ulega zamarznięciu.

      Usuń
    2. Zachowując porównanie do kuli bilardowej, woda byłaby wtedy jak warstewka lakieru - nawet jakby ją zgromadzić tylko na jednej półkuli to wpływ jest marginalny - kula ma swoją bezwładność, a dodatkowo jest niejako trzymana przez grawitację gwiazdy w danym położeniu i nie wychyli się ze stanu równowagi bez bodźca. Trochę jak jajko stojące pionowo, tylko że jajko wyglądające na pierwszy rzut oka jak bila.

      Usuń
  3. Coś jak efekt Dżanibekowa?
    https://youtu.be/60iBwQwAnqo?t=164

    OdpowiedzUsuń
  4. Też pierwsze co mi przyszło do głowy, to chęć przeczytania jakiegoś sci-fi na takiej planecie

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ziemia wiecznie odwrócona jedną stroną w kierunku Słońca?
      Cieplarnia - Brian W. Aldiss

      Usuń