Ледниковый период
Сейчас поболтаем о том, откуда берётся ледниковый период. Имеется ли тут периодичность?
Узнаваемые факты:
1. Теплопроводность (Вт/(м·°С))
— воды от 0.47 до до 0.58 (при температурах от 0 до 80 °С)
— льда от 2.27 до 2.91 (при температурах от 0 до -60 °С)
— снега 0.15
— земли (либо грунта)в среднем сравнима с теплопроводностью льда
— воздуха 0.02
2. Теплоёмкость (Дж/(кг·К))
— воды 4200
— льда2100 (при -70°С 1600)
— земли 800
— воздуха 1000
— снега 2100
3 удельная теплота плавления (Дж (кг К))
— льда 3000
— снега 3300
4. Считается общепризнаным, что ледники достигали в высоту километры. Пример тому Гренландия (которая почему-то свидетельствует зелёный остров).
5. На ледник действуют жар из под почвы, жар от солнца, жар от прилегающей территории, жао от воздуха и жар от потенциальной энергии падающих осадков.
6. Температура во внешних стенках вашей квартиры изменяется по линейному закону. Линейная зависимость меняет коэффициент в месте, где изменяется материал.
7. Температура поверхности на солнце неизменно выше температуры воздуха. Отличие может составлять десятки градусов.В противном случае говоря, температура ледника выше температуры воздуха над ним.
8. Антарктида находится ближе к полюсу, чем отечественные ледники, а край её приблизительно на том же уровне. Среднегодовая температура в центре Антарктиды -57°С, скраю -12°С. Причём летом скраю темпреатура достигает -5 — 0 °С.
Сейчас проанализируем, что мы взяли.
I. Разглядим таянья ледника и цикл образования. За начальную точку заберём обстановку, в то время, когда ледник уже появился.
1. теплоёмкость вещества определяется формулой cm?t, энергия плавления ?m
Для начала оценим, что нам даёт потенциальная энергия ледника, поскольку он тает (сверху). Появившаяся вода падает и в конечном счете кинетическая энергия преобразуется в теплоту.
Его энергия определяется формулой mgh.
Выбросим для удобства массу из рассмотрения.
Что касается увеличения температуры, то по большей части мы должны будем обратить внимание на воды температуры и повышение почвы. Что касается снега и льда, то их температура будет расти вдвое стремительнее, чем воды, т.е. ледник будет нагреваться стремительнее и стремительнее будет таять. Мы не будем его разглядывать для простоты а остановимся только на вероятном увеличении почвы и температуры океана.
Итак gh ? 30000. В среднем (высота при таянии изменяется) даёт 15000. Вода наряду с этим нагревается на 3-4 градуса, земля на 20 градусов.
Те ледники, каковые пребывали на суше, нагревали землю. Земля нагревала ледник и воздух. Со своей стороны воздушное пространство отдавал собственную энергию леднику (т.к. всё происходило в одном месте).
Другими словами в случае если процесс начался, то всё вело к ускорению таяния ледника и мы можем вычислять, что вся энергия идёт на нагрев ледника. Не желали мы это разглядывать, да всё к этому и свелось.
В среднем это даёт прирост температуры в 6 градусов для льда.
2. Жар из под почвы. Мы знаем, что чем толще стенки, тем лучше они хранят тепло. А в недрах Почвы находится печка.
Значит, под землёй температура должна была пара встать, что приведёт к дополнительному нагреву Почвы в целом, в частности океана и свободных участков почвы. В противном случае говоря это сделает климат более тёплым.
На отечественной полосе глубина промерзания на данный момент образовывает 1.4 метра. Ниже температура выше нуля. В ледниковый период это глубина была меньше.
Под ледником подобная обстановка, но глубина в том месте ещё меньше (если не брать в расчёт сам ледник). Потом, в леднике, температура распределяется по линейному закону (в первом приближении) по толщине, совершенно верно кроме этого, как это происходит в стенках вашего дома. Температура наряду с этим изменяется от, скажем, -1°С до температуры ледника на поверхности. В случае если исходит из обстановки с Антарктидой, то не так тук уж и холодно, кроме того для воздуха.
А темпрература льда и вовсе должна была бы быть около нуля!
3. Энергия осадков припадении кинетическая и потенциальная энергия осадков переходит в тепло. Применительно к ледникам это указывает, что чем выше ледник, тем меньше его разогревают осадки. Иначе, когда ледник начнёт таять и опускаться, осадки начнут его разогревать и таяние отправится стремительнее.
Итак, исходя из отечественного анализа, мы приходим к однозначному выводу, что в случае если ледник, скажем, по причине того, что снега стало над ним выпадать меньше, начал таять, то он растает до конца. Причём процесс будет происходить со всё большей скоростью (до определённого момента).
Что имело возможность привести к началу таянья ледника? Это или недочёт осадков, т.к. площадь океана уменьшилась (из-за ледников), то испарений стал меньше. Или это связано с потеплением климата, скажем, благодаря энергия печки (внутренней энергии планеты). Наряду с этим энергия аккумулируется в воде много лет. Т.е. в случае если климат потеплел из-за тёплого океана, то он (климат) ещё не скоро изменится, вода остывает медлительно.
В любом случае это ведет к полному таянью ледника.
Вывод — в случае если появился ледник у нас в северных почвах, то непременно он начнёт таять и он растает всецело.
II. Разглядим, как образуются течения на примере Гольвстрима.
Тепло постоянно распространяется от более нагретого участка (печки) к менее нагретому (холодильнику). Происходит это в большинстве случаев при помощи конвенкции (течения воды либо воздуха).
Разумеется, печка находится на экваторе. В случае если нет вулканов, то вторых вариантов нет. Что касается холодильника, то он находится у полюсов.
Причём чем действеннее холодильник, темсильнее будет течение как раз к этому холодильнику.
Эффективность холодильника зависит прежде всего от теплопроводности. Чем выше теплопроводность, тем стремительнее случится остывание. В этом отношении оптимальнееподходит побережье, причём не имеет значения, грунт это либо лёд.
Холодильник будет более действен и в том случае, в то время, когда его температура ниже. Но, как мы видели температура ледников, кроме того, в Антарктиде не очень низкая, она сравнима с температурами на севере. Наконец, холодильник действеннее, чем он больше.
Тут может иметь значение или протяженность побережья, или количества холодной воды, с которым течение перемешивается.
В случае если мы взглянуть на север, то течение на широте Гренландии контактирует с полосой почвы, большой. Это, уже холодные широты, где мёрзнут реки и озёра. На юге, на тех же широтах мы видим расширение водной глади. В противном случае говоря, течение тут будет расширяться многократно. Наряду с этим утрата энергии через воду, если сравнивать с утратами через лёд ниже многократно. В противном случае говоря нет явных обстоятельств, чтобы суммарный поток тепла на юг был посильнее.
Но в следствии расширения течения, скорость его будет падать и мы его не увидим.
В случае если мы посмотрим ближе к к полюсу, на уровне побережья Антарктиды, то мы видим, что холодильник на севере более действен. В том месте присутствует всё побережье Северного ледовитого океана, плюс сам океан. На юге же имеется только побережье Антарктиды, но по причине того, что к нему выходят три подогреваемых океана, участок контакта для охлаждения будет весьма мелким.
Должно быть воды у Антарктиды теплее, чем в Северном ледовитом океане.
Если вы соберёте в поисковике слово «Гольвстрим», то вам выдадут пара моделей течений. В некоторых из них Гольвстрим не входит в Северный ледовитый океан. Я склонен думать, что он однако в него заходит (по этому вопросу лучше поискать данные о Северном ледовитом океане).
Кроме этого в том месте продемонстрировано, что он проходит справа (у Европы) и не подходит к Гренландии, что пара противоречит предложенной мною теории распространению тепла (т.е. течение должно бы было занимать целый пролив). Однакоданное явление возможно обяснить тем, что у берегов Гренландии течение охлаждается и уходит под воду, где в конечном счете меняет собственное направление.
То, что Гольвстрим входит в Северный Ледовитый океан, разрешило бы растолковать, из-за чего на Севере лишь Гренладтя покрыта Ледниками. Дело в том, что в случае если Гольвстрим проходит дальше на север, то из Северного ледовитого океана обязана где-то вытекать вода, и она будет холодная. Выходить она может или через Берингов пролив, или недалеко от Гренландии.
Беренгов пролив значительно уже, чем пролив недалеко от Гренландии и в том месте также существует тёплое течение на север. Так что, моя модель растолковывает, из-за чего Гренландия омывается холодными водами, а это приводит со своей стороны к её охлаждению.
Течение через Берингов пролив кроме этого существуют. Это течение тёплое. О холодном течении в том месте сказать тяжело.
Пролив не широк, и глубина не громадная.
III. Разглядим сейчас аккумуляцию энергии Северным ледовитым океаном.
По причине того, что Северный ледовитый океан в значительной мере покрыт ледниками, то он мало приобретает тепла от Солнца. Но в океан поступает, кроме этого тепло от течений и от самой планеты (изнутри).
Как мы говорили ранее, ледяная шапка может дать дополнительную теплоизоляцию океану, тем более, что лёд не хорошо излучает тепло. На деле обстановка с океаном вторая. Вправду, тепла лёд в пространство (космос) излучает меньше, чем вода, и, если бы не было ветров, то энергия в океане аккумулировалась. Но океан не окружён горами и потому от в том направлении должны дуть ветры в соответствии с моделью «печка-холодильник».
Наряду с этим ветры уносят энергию с ледника. А т.к. теплопроводность льда многократно выше, чем у воды, то сказать об аккумуляции не приходится.
К примеру, лёд возвышается над водой на 6 метров, значит его толщина 60 метров. Дополнительная шапка — 6 метров изо льда, но наряду с этим 54 метров у нас заменено льдом. В итоге метров льда заменяют 54 метра воды. Но как утеплитель, 60 метров льда по теплопроводности соответствует приблизительно 12 метрам воды. Т.е. теплоизоляция уменьшилась.
Возможно ещё высказать предположение, что поверх воды находится снег, а лёд только под водой, но всё равняется теплоизоляция падает.
Но вот эта вся энергия, которая поступает из под Почвы идёт на нагрев планеты. В случае если в Северном ледовитом океане растают льды, а солнечного тепла будет поступать не хватает, точасть энергии начнёт уходить в космос.
В сравнении с толщиной океана, утрата теплоизоляции в 40 метров маленькая (около 1%). Но это не совсем так для самого океана. Воды в том месте весьма холодные, около -1. Не большое количество не достаточно, дабы океан промёрз до дна. В случае если солёность понизить, то он снова же замёрзнет. Ледники же, в большинстве случаев формируются за счёт осадков, т.е. они пресные.
В случае если ледники не будут выходить из Северного ледовитого океана, а таить в том месте, то это может понизить солёность океана.
Как мы знаем, айсберги достигают большой величины. В целом их толщина может быть около километров. Глубина Северного ледовитого океана в среднем около 4000 метров.
При толщине льда над водой в 20 метров, неспециализированная толщина льда составит 200 метров, сто будет соответствовать по теплоизоляции толщине воды в 50 метров. Утрата в теплоизоляции 3-4%.
В общем Северный ледовитый океан на старте.
IV. Сейчас разгляди формирование ледника.
Обстоятельства начала формирования ледникового периода:
— климат станет менее тёплым. Скажем, это может случиться, в случае если растают льды в Антарктиде (теплоизоляция станет хуже) либо по какой-то другой причине,
— тёплые течения прекратят входить в Северный ледовитый океан. Вероятнее это может случиться в районе Берингового пролива. Айсберги бывают столь громадные, что они смогут его всецело закупорить. Имеется и более экзотический вариант, недавно был обнаружен дрейфующий остров из пемзы.
Его протяженность порядка 300 км, глубина погружения может быть около 100 метров а также больше. Так остров кроме этого может закупорить берингов пролив, причём пемза в этом случае послужит хорошим теплоизолятором,
— закончиться вулканическая деятельности в Северного ледовитого океана,
— понизится солёность Северного ледовитого океана. Тут вправду положение серьёзно. До глубины в 200 метров океан находится при температуре плавления льда, с учётом его солёности.
Таяние льдов Гренландии либо Антарктиды может очень сильно воздействовать и на ниже лежащие слои (верхние, разумеется, замёрзнут).
— увеличиться количество осадков (в виде снега), что увеличит толщину ледяного покрова. В случае если же будет идти ливень, то он может понизить солёность океана,
— океан охладится ещё посильнее.
Как видим, пуском смогут послужить многие явления. Кое-какие из представленных явлений случайны, другие, возможно, неспешно накапливаются.
Что случится дальше?
Мы не будем разглядывать то, что имело возможность бы происходить с Антарктидой, не смотря на то, что в случае если закупорить Берингов пролив, то, возможно, к Антарктиде начнёт поступать больше тепла.
Допустим, но, что вокеан стал холоднее. В случае если обстоятельство будет в закупорке Берингова пролива, то оледенение может начаться с той стороны. В других случаях оледенение может пойти от центра полюса.
По окончании начала оледенения, т.е льды стали больше покрывать площадь либо они стали толще. И то и другое ведет к охлаждению океана, что со своей стороны ведёт к ещё большему повышению льда.
До тех пор пока льды плавают, это не отражается на уровне океана, соответственно на количестве осадков, в случае если, само собой разумеется, не стали таять льды Антарктиды. Но толщина льда возрастает, что с одной стороны ведёт к ещё большему охлаждению океана. Льды тают как сверху, так и снизу, но процесс идёт медлительно. Возрастая в массе, льды вытесняют солёную воду, а при таянии в океан поступает питьевая вода.
Океан делается меннее солёным, что мешает его восстановлению в жидкую фазу.Да и по большому счету, может привести к его промерзанию.
В итоге океан промерзает до дна либо практически до дна. В случае если это случится из-за трансформации солёности, то процесс случится весьма скоро. Скажем, за день.
Наряду с этим лёд имеет меньшую плотность. Бугры изо льда смогут подняться на много метров практически за сутки!
blogs.mail.ru/mail/fuxia2008/1E2102DB110F17DF.html?page=#comment_67D1CEB9FBF10BE9
В любом случае, отсутствие тепла рядом с побережьем, и подступом более холодных вод приведёт к началу оледенения на побережье всего Северного ледовитого океана.. Тёплые течения к тому времени отойдут ближе к экватору.
По окончании того, как льды прекратили плавать, достигли дна, осадки начинают сказываться на уровне океана. Его уровень начинает падать.
В виду того, что ветры дуют от холодильника понизу, т.е. с полюса, то обстоятельство оледенения побережья сейчас кроется в холодных ветрах со снегами.фактически и льды смогут спускаться на побережье.
В какой-то момент осадков начнёт выпадать меньше и по большей части они начнут осаждаться раньше, не долетая до центра полюса. Около Северного ледовитого океана начнут формироваться ледяные горы, образую что-то типа кастрюли, а скорее тарелки, т.к. склоны, по всей видимости,.будут пологими.
По окончании того, как организованы горы, ветры в таковой кастрюле уменьшились. Сейчас снега не метёт на стены «кастрюли». Тепло от дна Северного ледовитого океана перестаёт уходить в вохдух.
Тепло Почвы начинает накапливаться в леднике.
В конечном счете процесс таяния начнётся или с вершин ледянового покрова, в то время, когда накопится потенциальная энергия, или с самого океана, снизу, в то время, когда тепла саккумулируется достаточно большое количество.
Случай с потенциальной энергией мы разглядели ранее — он ведет к полному таянию и потеплению льда на побережье.
Что случится со льдами в океане?
Их температура будет близка к температуре плавления. Солнце может их расстопить.Их расстапливает и снизу. В любом случае ледник осаждается.
Т.к. его величина , в следствии глубины океана достигает толщины в киллометры, то выделяется большое колличество теплоты. Процесс подобен тому, что мы разглядели ранее.
В какой-то момент ледники начнут плавать, не достигая океанического дна. В этом случае, при таинии снизу, ледник начинает всплывать, и сказать о потенциальной энергии сложно. Оценим обстановку.
Уровень океана при таянии айсбергов не изменяется, исходя из этого массу воды всего океана возможно не рассматривать. Разглядываем, только то , что расстаяло.
Итак. Разглядим ледяной цилиндр высотой 10 метров, загружённый в воду, что растаял снизу на 1 метр. Масса цилиндра изначально пускай будет равна 10.
В первоначальный момент центр тяжести совокупности (центр тяжести цилиндра, рока он не расстаял) был на высоте 5 метров. mqh=10x5x10=500 — это потенциальная энергия в начале.
По окончании того, как лёд расстаял на 1 метр. У нас появилась вода под цилиндром высотой 0.9 метра, её масса равна массе растаявшего льда, т.е. 1. Цилиндр наряду с этим опустился на 0.1 метра.
Сейчас ищем потенциальную энергию новой совокупности:
— для воды приобретаем 1х10х0.9/2=4.5,
— для плавающего цилиндра 9х10х(0.9+9/2)=81+405=486
— в сумме приобретаем 486+4.5=490.5
