Co by było, gdyby Ziemia była mniejsza?

Wiemy już, że do życia na Ziemi potrzebny nam jest między innymi jej obrót wokół własnej osi, a także księżyc. Często jednak zapominamy o tym, że o sukcesie życia – oprócz idealnej lokalizacji w „strefie Złotowłosej” – decyduje także rozmiar planety. Size does matter, rozmiar ma znaczenie. Zróbmy więc dzisiaj eksperyment myślowy i zastanówmy się, co by się stało, gdyby nasza planeta była o połowę mniejsza.

Ziemia jest największą ze skalistych planet naszego układu słonecznego, o średnicy 12 700 km, a ziemska uśredniona grawitacja przy powierzchni, czyli około 6400 km od jej środka, to 9.81 m/s2. T bardzo ważna informacja w kontekście zmniejszania planety. Dlaczego?

Po zmniejszeniu Ziemi o połowę mielibyśmy siłę grawitacji zbliżoną do Marsa, choć nadal wyższą, ale jeśli myślicie, że byłoby super, bo człowiek ważyłby o połowę mniej (a raczej o połowę mniej wskazywałaby waga, która mierzy po prostu kilogram-siłę) i mógł skakać na dalsze odległości, przypomnijcie sobie kwestie atmosfery. Obudzenie się więc na Ziemi o połowę mniejszej na początku byłoby super, ale na krótko.

Mniejsze przyciąganie oznacza bowiem nie tylko zdolność do przeskakiwania wysokich murków jak superbohater, ale także mniejszą zdolność planety do utrzymania ciężkiej atmosfery, która ma masę 5·1015 w przypadku Ziemi. Połowa atmosfery mniej więcej zniknęłaby z otoczenia planety, ale ludzie mimo wszystko przetrwaliby, choć ze znacznymi konsekwencjami, o których pisał Marcin. Na dłuższą metę jednak ustanie wiatru i zmniejszenie się zawartości tlenu i innych gazów w atmosferze spowodowałoby stopniowe wymieranie części zwierząt, ale za to rośliny rosłyby w górę wydajniej i szybciej (bo potrzebowałyby mniej energii na wzrost). Z czasem ludzki organizm jakoś by się dostosował do mniejszej zawartości tlenu, ale oddychanie to tylko jeden z problemów mniejszej grawitacji.

Astronauci i kosmonauci na ISS mogliby nam tutaj sporo opowiedzieć o tym, jak jeszcze zmieniałyby się nasze ciała: co prawda nie musielibyśmy żyć w warunkach mikrograwitacji, jak oni, ale doświadczylibyśmy na nieco mniejszą skalę wszystkich problemów zdrowotnych: zmniejszenia gęstości kości, osłabienia widzenia, atrofii mięśni, zmniejszonej objętości osocza, problemów z krążeniem krwi.

Ze względu na „cieńszą” atmosferę zmieniłyby się też dobowe temperatury, a z kolei niższe ciśnienie oznaczałoby wrzenie wody w niższej temperaturze. Możecie pobawić się kalkulatorem, który pokazuje zmiany temperatury wrzenia różnych substancji zależnie od na przykład ciśnienia.

Przy jeszcze niższym ciśnieniu atmosferycznym woda zaczęłaby wrzeć (czyli parować) nawet w 60 czy 50 stopniach Celsjusza, a zmniejszona grawitacja wpłynęłaby na jej obieg: oceany by wysychały, a czym bardziej wyschną, tym mniej wody na planecie i tym mniej spadnie jej z deszczem. Z czasem powoli zbliżylibyśmy się wyglądem jako planeta do Marsa.

Czy jednak gdyby Ziemia była mała od początku, powstałoby na niej życie? Cóż, mała planeta szybciej stygnie, więc być może w takiej sytuacji nigdy nie przeczytalibyście tego tekstu, bo szybciej schłodzone wnętrze = brak podstawowych warunków do życia takiego, jakie znamy. Ale o tym będzie w kolejnym odcinku!

6 thoughts on “Co by było, gdyby Ziemia była mniejsza?

  1. Mniejsza raczej nie będzie, chyba większa (bo Wszechświat się rozszerza) 😉

    2
    • Ekspansja Wszechświata nie powoduje rozszerzania się zawartych w nim obiektów związanych grawitacyjnie. Odkąd istnieje Ziemia, jej rozmiary i odległość od Słońca praktycznie się nie zmieniły, choć obiekty na “horyzoncie widzialnego Wszechświata” oddaliły się od nas o wiele miliardów lat świetlnych.

  2. Ziemię, na której w wyniku zmian w atmosferze władzę przejęły rośliny, opisał Brain Aldiss w książce “Cieplarnia”. Ludzie muszą się ukrywać przed drapieżnymi roślinami jak łapigrab, żarłoziel czy brzuchowiąz.

  3. W tym artykule chyba zaszła pomyłka. Grawitacja planety zależy od masy, a nie rozmiaru. Mars jest kilkukrotnie mniej masywną planetą, niż Ziemia. Pomniejszona ziemia do wielkości Marsa, miałaby kilkukrotnie większą grawitację niż Mars.

    • Przyśpieszenie grawitacyjne na powierzchni planety zależy i od masy, i od rozmiarów (promienia planety): g = Gm/r². Pomniejszona Ziemia przecież nie byłaby zrobiona z jakiegoś supergęstego materiału cięższego od platyny, tylko miałaby (co do rzędu wielkości) podobną gęstość jak Ziemia pełnorozmiarowa. Załóżmy, że gęstość się nie zmienia, ale promień zmniejsza się o połowę. Wtedy masa będzie 8 razy mniejsza, a wielkość r² zmaleje czterokrotnie. Czyli powierzchniowe przyśpieszenie grawitacyjne będzie dwa razy mniejsze.

      • W takim razie byłoby super napisać w artykule, że gęstość się nie zmienia, za to zmienia się masa. Bo ze zdania “Po zmniejszeniu Ziemi o połowę (…)” wynika to, co napisałem wyżej – przynajmniej dla mnie.

        0

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *