The Thick Atmosphere Solution
Розуміння рідкого середовища
Деяким, можливо, буде важко уявити, що повітря може бути таким же щільним, як вода. Але, незважаючи ні на що, не існує жодних наукових законів, які б спростовували ту ідею, що газ, якщо його сильно стиснути, матиме властивості, схожі на властивості рідини. Навпаки, стиск газу до стану перетворення на рідину – поширений виробничий процес.
Для того, щоб стиснути повітря біля поверхні Землі, має бути значна кількість повітря, що перекриває, що давить вниз на повітря, що знаходиться на рівні позики. Таким чином, висока щільність повітря поблизу поверхні землі – доказ надзвичайно щільної атмосфери Мезозою.
На відміну від води або інших рідин, що мають приблизно постійну щільність між верхом і дном, щільність атмосфери планети збільшується з космосу по низхідній лінії донизу, у напрямку до поверхні планети. Крім того, крім збільшення в щільності повітря, також відбувається збільшення тиску в міру того. Як ми рухаємося в них до поверхні Землі. Поблизу поверхні планети щільність атмосфери і тиск атмосфери мають найбільші значення внаслідок ваги повітря над нею, що стискає повітря на поверхні.
Приблизне значення тиску на поверхні Землі може бути розраховане за законом ідеального газу
P – тиск у N/m^2, V – об'єм у m^3, n – кількість молекул, R – постійна величина ідеального газу 8.31 J/N m, і T – абсолютна температура за Кельвіном. Закон ідеального газу у його стандартній формі часто використовується для закритих контейнерів. Але наша атмосфера – не закритий контейнер, так що до застосування рівняння ідеального газу ми маємо зробити наступне заміщення:
D – щільність атмосфери та M – середня молекулярна вага газу. Ці підстановки дають нам рівняння для розрахунку тиску.
Підставляючи 667 кг/м^3 для щільності, ґрунтуються на викопних доказах, 294 K (21 градус за Цельсієм) використовується для середньої глобальної температури, і 43 гр/мл для молекулярної ваги атмосфери (Походження молекулярної ваги атмосфери буде дано в розділі Голуб . Наше рівняння, розраховане на основі цих змінних, дає нам результат, що 150 мільйонів років тому тиск Земної атмосфери поблизу поверхні становив 370 атмосфер.
Атмосфери – одиниця тиску, і передбачається, що з сучасної атмосфери лише на рівні моря тиск становить 1 атмосферу. Інші виміри для сучасної атмосфери на рівні моря становлять: 1.01 E5 N/m^2 and 14.7 PSI або фунтів на квадратний дюйм.
Показання тиску, виміряного для нерухомої рідини - показання ваги рідини над цим місцем. Так що тиск у Мезозої на рівні моря в 370 атмосфер показував би, що Мезозойська ера була в 370 разів щільніша, ніж вона зараз.
До того, як зробимо висновки, що така щільна Земна атмосфера Мезозоя просто розчавила б усіх тварин на поверхні, зупинимося, щоб розглянути тиск, який зараз існує у глибинах океанів.
Середня глибина океану 3790м і на цій глибині тиск становить 380 атмосфер. Отже, для всіх практичних цілей, що існує нині тиск на середній глибині океану, може бути прирівняний до тиску на дні Мезозойської атмосфери. Проте існують глибоководні тварини, що живуть на такій глибині, і ще більше тих, хто живе ще глибше. Дуже високий абсолютний тиск не чинить жодної хвороботворної дії на сучасних жителів.глибин, що мешкають у цьому середовищі, а також високий тиск Мезозойської ери не чинило жодного хвороботворного впливу на сухопутних мешканців Мезозойської ери.
Розуміння тиску
Щоб пояснити деякі з можливих оман щодо тиску, може бути корисно дізнатися різницю між абсолютним тиском P і відносним тиском ΔP.
Якщо всередині та зовні закритого контейнера абсолютний тиск однаковий, то, незалежно від того, який за величиною це абсолютний тиск, не буде жодної чистої сили, що надається на стінки контейнера. Так, наприклад, якщо тиск усередині та зовні закритого контейнера 370 атм., стінки контейнера не будуть відчувати жодного тиску.
На відміну від прикладу, де дуже високий, але рівний за значенням тиск, тиск на одну зі стінок, навіть невеликий або помірна різниця в тиску на стінки, може призвести до значної сили, що надається на стінки. Наприклад, скажімо, що різниця між внутрішнім та зовнішнім тиском для звичайного вікна лише 1/30 атм. Але якби це сталося, вікна просто не існувало б. 1/30 атм створило б тиск на вікно, яке можна порівняти по силі з тим, якби кілька людей стали на поверхню скла, що лежить на землі. Звичайне шибка розбивається вже при різниці тисків 4 E-3 атм.
Відмінність між різницею тиску та абсолютним тиском може бути показана порівнянням ефекту, що діє на підводні субмарини та морських мешканців. Коли субмарина знаходиться на поверхні і закриває люки до спуску на глибину, тиск на рівні моря однаково зовні і всередині і становить 1атм. Потім, коли субмарина починає занурюватися в глибину, тиск води зовні сильно зростає, тоді як тиск усередині залишається тим самим 1 атм. Післязанурення на глибину 500 метрів, різниця в тиску, що давить на стінки, становить близько 50 атм. Субмарина повинна мати товстий сталевий корпус, щоби витримувати величезний тиск на таких глибинах.
На відміну від субмарини, багато особин, що мешкають на великих океанських глибинах, не відчувають жодної хвороботворної дії, незважаючи на те, що мешкають у середовищі з величезним тиском. На відміну від субмарини, ці тварини не докладають зусиль, щоб підтримувати різницю між внутрішнім та зовнішнім тиском на їхні тіла. Так як тиск усередині тіл цих глибоководних тварин такий самий, як і тиск води зовні, немає жодної чистої сили, або навантаження на їхні тіла, незалежно від величини цього абсолютного тиску.
Це діє, якщо тварина не спробує змінити глибину занадто швидко, тому що тоді зовнішній тиск також зміниться занадто швидко. Майже кожен знайомий з помірним болем у закладених вухах, коли змінюється висота польоту, або підйом у гори, або навіть при пірнанні на дно басейну. Нирці, які роблять помилку, піднімаючись на поверхню води занадто швидко, можуть мати набагато болючіший експеримент, і в деяких випадках навіть зі смертельним наслідком, через декомпресійну хворобу, відому також як кесонна хвороба. Цей ефект не обмежується тільки дією на людей, тому що навіть кити, а, можливо, й інші водні жителі страждають на декопресійну хворобу, якщо піднімаються на поверхню занадто швидко. Через декомпресію водні біологи досі експериментують з різними методами принесення на поверхню глибоководних мешканців, без того, щоб підйом не вбив їх. Швидка декомпресія завдає проблеми багатьом тваринам, у той час як несприятливий ефект не діє на тварин, які постійно існують усередовищі із постійним тиском.
Як людські істоти, що живуть на поверхні Землі, ми живемо водночас на дні океану повітря. На рівні моря це повітря робить на наші тіла тиск 1 атм., 1.01 x 105 Па, або 14.7 PSI. Площа лицьової сторони руки середньої дорослої людини становить 0.0116 м2 або 18.0 кв.дюймів, тому близько 1200 N (270 фунтів) сили діє на середню за розмірами руку дорослої людини. Так як тиск усередині нас і зовні однаковий, це балансує чисту силу, і вона дорівнює нулю.
Що стосується тиску рідини, не має значення, чи розглядається повітря чи вода, вони обидва є рідинами. Створення Мезозойської ери зазнавали дуже високого абсолютного тиску 370 атм. Але, як і глибоководні тварини наших днів, цей високий абсолютний тиск був як усередині, так і зовні їх тіл однаковим, так що вони не відчували жодного тиску на свої тіла. Дуже високий абсолютний тиск щільної Мезозойської атмосфери не чинив ніякого несприятливого впливу на динозаврів.
Проникнення світла
Вода – електрична дипольна молекула. Це навіть при тому, що загальний електричний заряд молекули нейтральний, одна сторона молекули заряджена позитивно, тоді як інша – негативно. Це незбалансований розподіл електричного заряду і надає воді безліч унікальних характеристик
Коли ми підігріваємо їжу в мікрохвильовій печі, мікрохвильова піч взаємодіє з елнектрічними дипольними молекулами води, викликаючи швидкі коливання. Ці швидкі коливання на атомному рівні – те, що ми сприймаємо як теплову енергію на сенсорному рівні. Через те, що мікро хвилі часто проникають глибоко в їжу до того, як вона передає енергію водним молекулам, це дозволяємікрохвильової печі готувати так швидко. Приклад мікрохвильової печі показує здатність води поглинати електромагнітну енергію, модне слово для світла.
Світло від сонця не втрачає своєї енергії під час подорожі до Землі. Але при проникненні у води океанів, більшість світлової енергії поглинається водою. Більшість енергії сонячного світла поглинається вже за проникненні на глибину 200 м. За межами це світлової зони, званої епіпелагічної, світло стає занадто слабким і сутінковим, навіть підтримки рослинного життя. Якщо ми пірнемо ще глибше, світло буде продовжувати спадати доти, доки не стане абсолютно темно на глибині близько 1000 м, глибше ж цього рівня, немає нічого, крім темряви в глибинах моря.
Було б безперечно проблемою для динозаврів та інших тварин Мезозойського світу, якби щільна Мезозойська атмосфера поглинала світло подібно до вод океанів. Але як і сьогоднішня атмосфера, Мезозойська атмосфера складалася б лише з невеликого відсотка водяної пари порівняно із загальним обсягом інших газів. Тобто, багато в чому як і сьогодні, більша частина світу проходила б крізь щільну атмосферу Мезозой, досягала б поверхні і навіть проникала у верхні шари древніх океанів.
Звичайно Сонце та зірки Мезозойського неба не виглядали так само, як сьогодні. Астрономи добре обізнані, як атмосферна турбулентність змінює зоряне світло, викликаючи мерехтіння зірок.
Під час Мезозойської ери, зоряне світло, проходячи крізь таку щільну атмосферу, можливо розсіювалося так сильно через атмосферну турбулентність, що деякі зірки взагалі могли бути невиразними. Під час Мезозою, з поверхні Землі Сонце можливо здавалося лише легким серпанком у порівнянні з тим, яким ми бачимо його зараз.
Палеоклімат Мезозою
Рішення щільної атмосфери є унікальним рішенням, яке можна перевірити. Воно кваліфікується як наукова гіпотеза по дорозі становлення наукової теорією. Сподіваюся, це буде короткий шлях до визнання її науковою спільнотою, тому що, на відміну від успішних наукових гіпотез, презентація вирішення щільної атмосфери надовго запізнилася. Великий парадокс динозаврів – насправді лише один із численних наукових парадоксів, які торкаються кількох наукових дисциплін, що накопичилися за довгий час. Дозвіл цих парадоксів стає величезним доказом на підтримку вирішення щільної атмосфери. Ми починаємо цю подорож, перевіряючи Мезозойський палеокліматичний парадокс.
Під час пізнього Юрського та Крейдового періодів Земля була покрита значно більш однорідною флорою помірного клімату, і субтропічні рослинні особини досягали широти 70° від екватора. Рослини, такі як папороті, лаври та магнолії, які не виносять холоду, пишно розросталися на 70° північної широти. Крім рослинного життя, відбитки лап динозаврів також знайдені на цих широтах. Відповідно до цих викопних доказів, палеокліматологи вважають, що полюси були вільні від льоду під час Юрського та Крейдового періодів. Геологічні докази показують, що льодовиків не існувало ні на полюсах, ні деінде ще на Землі під час цих періодів.
Палеокліматологи зазнали невдачі, намагаючись розробити комп'ютерну модель Мезозойського клімату, з майже однаковою глобальною температурою між екватором та полюсами. Причина тому, що вони не могли уявити і врахувати в цих комп'ютерних моделях того чинника, що атмосфера могла бути в сотні разів товщою за існуючу в наші дні.
Докази, що демонструють що під час Мезозойської ериЗемля мала практично однакову температура на всій своїй поверхні, що призвело до того, що палеокліматологи почали заперечувати ці докази. Оскільки жодні з параметрів, введених у глобальні палеокліматичні моделі, не відповідали отриманим доказам, останні роки було зроблено спроби по-новому інтерпретувати отримані докази.
Земна мезозоя атмосфера мала щільність 667 кг/м3 або 2/3 щільності води, так що вона мала б ті властивості, характерні для рідин. Вона мала б високу специфічну теплоємність, так що утримувала б спеку краще, ніж тонка фтмосфера сьогоднішніх днів. Це призвело б до однорідної глобальної температури як за широтою, так і за довготою. Це також скоротило б різницю температури вдень і вночі, а також сезонні коливання температури. Через високу щільність повітря на поверхні, не було б ніякого вітру. Велика щільність повітря – причина того, чому повітря лежить на поверхні Венери майже без руху, тоді як тонка атмосфера на поверхні Марса призводить до виникнення найсильніших запорошених бур.
Кліматичні характеристики Мезозойської ери, що залишилися незмінними до теперішнього часу, - це кількість сонячної радіації, яка отримується на різних широтах. Через нахил обертання Землі 23,5 гр, кількість сонячної радіації, отриманої на північній або південній півкулях, змінювалася б протягом року, як це відбувається зараз. Але в той час як середні та високі широти зазнавали б сезонних змін у радіації, щільна атмосфера значно зменшила б сезонні температурні зміни між літом та взимку. Прогноз погоди під час Мезозойської ери був би надто нудним і монотонним порівняно із сьогоднішньою змінною погодою.
Рішення щільної атмосфери дозволяєМезозойський палеокліматичний феномен. Викопні докази підтверджують рішення щільної атмосфери. The thick atmosphere solution resolves the Mesozoic paleoclimate paradox.