Kérdés:
Megújulna-e az óceán, ha eltávolítják?
Camilo Rada
2019-02-04 20:22:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A Földön elegendő hidrogén és oxigén van 13,88 millió km $ ^ 3 $ víz előállításához (az alábbi számítás). Az óceánok azonban ennek csak a tizedét tartalmazzák.

Nyilvánvaló, hogy a hidrogén nagy részét más, a víztől eltérő kémiai vegyületekben kell tárolni. Vagy, mint a víz a Föld belsejében: egyes tanulmányok szerint a Föld belsejében lévő víz háromszor annyit tartalmazhat, mint a felszín közelében levő víz.

Másrészt vannak sok kémiai reakció, például a jól ismert fotoszintézis és légzés, amelyek a vizet más vegyületekké alakíthatják és fordítva.

Gyakran gondoljuk, hogy van rögzített mennyiségű folyékony víz a Földön (plusz vagy mínusz a légkörben újrahasznosított mennyiség). De úgy tűnik számomra, hogy a fenti folyamatok jelentősen megváltoztathatják a vízmennyiséget a geológiai időintervallumok alatt.

Tehát a kérdésemet a következőképpen fogalmazhatnám meg: Föld?

Íme két példa azokra a folyamatokra, amelyeken gondolkodom:

  1. Víztározó transzferek : Ha a kútból a vizet eltávolítják, a körülötte lévő talajvíztározó lassan újratölti a kutat. Vajon ugyanez történik-e a Föld óceánjaival, ha eltávolítják? Vajon a Föld mélyéből érkező víz részben feltöltené-e az óceánokat a vulkánkitörések révén?

  2. Kémiai egyensúly : kémiai reakcióhoz, amely mindkét irányba megy , ha a reaktánsok és a termékek egyensúlyban vannak, és eltávolítom a termékvegyületeket, akkor azok újabbak keletkeznek, amíg egy új egyensúly el nem ér. Ugyanez történne, ha eltávolítanám a vizet a Föld felszínéről? Vajon a kőzetekből és a levegőből származó hidrogén és oxigén egyesül-e az óceánok részleges feltöltésére?

(Ezt a kérdést az ihlette, hogy Mennyi vizet veszít a légkör szóköz?)


A lehető legnagyobb víz kiszámítása a Földön

A rendelkezésre álló hidrogén korlátozza a lehető legnagyobb mennyiségű vizet a Földön. Most minden egyes gramm ömlesztett Földért 260 $ \ mu \ text {g} $ hidrogén és rengeteg oxigén van.

Tekintettel arra, hogy a Föld tömege $ 5,972 \ szor 10 ^ {27} $ és 260 $ \ mu \ text {g / g} $ megfelel a Hidrogén értéknek, ez összesen 1,552 USD \ 10-szer 10 ^ {24} $ g lenne hidrogén, amely 1,007 g / mol moláris tömeg mellett megfelel 1,540 USD \ 10-szer 10 ^ {24} $ mol, elég ahhoz, hogy készítsen 7,703 USD \ x 10 ^ {23} $ mol vizet (mivel a vízmolekulában két hidrogénatomra van szükség). És mivel a víz molekulatömege 18,0152 g / mol, ilyen mennyiségű víz súlya 1,3877 USD \ 10-szerese 10 ^ {25} $ gramm. Végül 1 $ \ text {g / cm} ^ 3 $ sűrűséget feltételezve összesen $ 1.3877 \ -szeres értéket kapunk 10 ^ {25} $ $ \ text {cm} ^ 3 $ vagy $ 13,877,025,731 \, \ text { km} ^ 3 $ ; ez megfelel a Föld felszínének közelében lévő vízmennyiség 10.01-szeresének (beleértve az óceánokat, tavakat, folyókat, talajvizet stb.), és amely becslések szerint 1 386 000 000 $ \ text {km} ^ 3 $ .

Attól függ, hová tette az összes eltávolított vizet. Lehet, hogy ez jobban megfelel a [Worldbuilding SE] (http://worldbuilding.stackexchange.com) számára, mert egy olyan forgatókönyvet tartalmaz, amely valamilyen meghatározatlan folyamatból származik.
@Spencer Amint az a kérdésből kiderült, mely inspirálta ezt a kérdést, nagyon pontosan az űrbe jutó vízveszteségben gondolkodom, amint az a Marssal is történhetett. Gondolatkísérletként és a beszélgetés megkönnyítése érdekében azonban azt az esetet kérem, amikor a teljes víz hirtelen eltűnik, a légköri menekülés fokozatos elvesztése helyett.
Valami, amire emlékezni kell: A szilárd földben rengeteg víz van ásványi anyagokban - kéreg és palást. Ha csak a "talajvizet" vesszük figyelembe, akkor sok hiányzik belőle.
@Gimelist Pontosan erre gondoltam, nem a talajvízre. A kút analógiája zavaró lehet, de ezért határoztam meg a "vulkánkitöréseken át". De nem tudom, hogy a vulkanizmus mellett mely folyamatok képesek felszabadítani azt a vizet a sziklákon belül.
Három válaszokat:
Camilo Rada
2019-02-04 20:22:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nem ismerek minden olyan szerves és szervetlen kémiai reakciót, amely elpusztíthatja vagy létrehozhatja a vizet, valamint az azokat szabályozó tényezőket. De adhatok egy képet a kérdésnek a vulkánokkal és a Föld belsejében tárolt vízével kapcsolatos részéről:

A vulkánkitörések során a legtöbb gáz a víz, amely a kibocsátott gázok több mint 80% -ának felel meg kötetben ( forrás). Ha figyelembe vesszük a legnagyobb vulkánkitöréseket, amelyekről tudunk: A 75 000 évvel ezelőtti toba szupervulkánkitörés. A kibocsátott víztérfogat becsült értéke: 540 USD \, \ text {km} ^ 3 $ .

enter image description here

ábra: Figyelemre méltó kitörésekből kidobott anyagok összehasonlítása ( forrás)

Ebből távlata szerint láthatja, hogy körülbelül 2,5 millió Toba-kitörésre lenne szüksége az óceánok újratöltéséhez.

Korábban a Föld története során ésszerű volt azt gondolni, hogy a vulkáni kibocsátás átlagosan ennek megfelelő Toba-kitörés 2000 évenként, ami elegendő lenne az óceánok vízmennyiségének leadásához, de több mint 4,5 milliárd év alatt.

A legtöbb vulkáni tevékenység azonban a Földön a szubdukciós vulkanizmushoz kapcsolódik (beleértve Toba-t is), és az ilyen vulkanizmus a vízbevitelre támaszkodik a kitörő mágusok előállításához, és vitatható, hogy a kitört víz nagy része ugyanaz a víz, amely elveszett a megfelelő szubdukciós zónában. majd arra a következtetésre jutottak, hogy a vulkáni vízbevitel végül segíthet megtartani szárító óceánon, de nagyon lassú ütemben és nagyon hosszú időn belül. De ha az óceánok valaha kiszáradnak, a vulkanizmus valószínűleg nem fogja megfordítani a helyzetet.

Az ezt a kérdést motiváló kérdés összefüggésében a vulkánok vízfelszabadulási sebessége eltörpül a vízveszteségek térben való eltörpülésénél. Ezek a veszteségek azonban elég hosszú ideig megszáríthatják mind az óceán, mind a Föld belsejét. De ami még ennél is fontosabb, nem tudom, hogy a víz nettó átvitele a Föld belsejéből / a földre nulla-e (egyensúlyban van-e), vagy a köpeny ténylegesen felszívja-e a vizet az óceánokból, vagy feltölti-e őket. Előfordulhat, hogy ahelyett, hogy aggódnánk, hogy a bolygók elengedik a vizüket az űrbe, aggódnunk kell attól, hogy kizsigerelik.

Teljesen értékelem a jelenleg zajló Rada-oceanográfia-kérdések és önválaszok programját. Úgy gondolom, hogy ezek a kérdések és válaszok sok ember számára érdekesek lehetnek. Más kérdés: Gyakran idézik, hogy a Föld 50 tömeg% oxigént tartalmaz (vagy szám szerint). Ennek sokkal nagyobb számot kell adnia, mint 10 óceán értékű, a Földön tárolt anyag. Akkor a Föld 50% -a mínusz 10 óceán egyszerűen nem érhető el valahogyan, vagyis azért, mert $ \ rm SiO_2 $ -ba kötött?
@AtmosphericPrisonEscape Nagyon sok oxigén van (bár szerintem kb. 25%), a víz előállításának korlátozó tényezője a hidrogén.
Ok, tehát a válasz erre a kérdésre valójában a számításod. Köszönöm!
@AtmosphericPrisonEscape azt mondanám, haha. Remélem, hogy valaki meg tudja oldani a kérdés kémiai oldalát, vagy megcáfolja / javítja a válaszomat. A legfontosabb tényező, amellyel nem foglalkoztam, az a tényleges nettó vízátadás a felszín és a köpeny között.
Igen, még soha nem gondoltam erre, hogy az elemek netán átkerülhetnek a köpenybe. Az óceánok, a felszín és a légkör oxigénellátásának klasszikus története az, hogy az oxigén csak azután tud felhalmozódni a légkörben, hogy az összes felszíni kőzet oxigénnel végzett, és természetesen a felszínről a köpenybe keringtek. Tehát az a naiv következtetés az, hogy a palástnak telítettnek kell lennie. Van bizonyítékunk a forgatókönyv mellett / ellen?
Csak egy megjegyzés arról, hogy "a Föld legtöbb vulkáni tevékenysége a szubdukciós vulkanizmushoz kapcsolódik". Valójában a Földön a vulkanikus tevékenység nagy része eltérõ lemezhatárokkal függ össze. Lásd a 2.2 ábrát a Pyroclastic Rocks-ban, Fisher & Schmincke (https://www.springer.com/gp/book/9783540513414). Hajlamosak vagyunk elfelejteni, mert csendesen történik a tenger alatt, de ez a fő magmaellátás, bár nem hiszem, hogy a vízköltségvetés szempontjából sokat változik.
user15107
2019-02-05 05:55:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vizet termelő vagy elpusztító reakciók:

$ {\ displaystyle {\ hbox {H}} _ {2} {\ hbox {CO}} _ {3} \ - {\ hbox {H}} _ {2} {\ hbox {O}} + {\ hbox {C}} {\ hbox {O}} _ {2}} $

(és rengeteg $ {\ hbox {H}} _ {2} {\ hbox {CO}} _ {3} $ (szénsav) a tengervízben).

$ {\ displaystyle {\ hbox {HCl}} + {\ hbox {NaOH}} \ to {\ hbox {H}} _ {2} {\ hbox {O}} + {\ hbox {NaCl}}} $

Égés: $ {\ displaystyle {\ hbox {C}} _ ​​{3} {\ hbox {H}} _ {8} +5 {\ hbox {O}} _ {2} \ to 3 {\ hbox {CO}} _ { 2} +4 {\ hbox {H}} _ {2} {\ hbox {O}}} $

Sósav és nátrium-hidroxid: $ HCl + NaOH \ - H_2O + NaCl $

Kalcium + sósav: $ CaCO_3 + 2 HCl \ CaCl_2 + H_2O + CO_2 $

$ CO_2 + H_2 \ - CO + H_2O $

$ 2H_2 + O_2 \ - 2H_2O $

Állítólag ez egy teljes lista?
Don
2019-02-04 22:49:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A fotoszintézis és a légzés csak vizet cserél szerves vegyületekre, és fordítva, ezek a reakciók nem változtathatják meg a föld vízmennyiségét, csak egy kis részét alakíthatják szerves vegyületté.

Határozottan képesek tárolni a szerves vegyületeket (ezek fosszilis tüzelőanyagok). És mi van a szervetlen reakciókkal? Van-e olyan, amely a sziklákat vízzé alakíthatja?
-1 Mivel ez nem válaszol a kérdésre.


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 4.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...