土壤是地球直径的减少因为下沉由于灌溉和降雨多年来吗?

Question

我上coursera教练的会谈土壤沉降混凝土柱这是在那里埃弗格莱兹在1920年代佛罗里达州南部。他继续描述地球的水平,降低了多年来因土壤沉降。

现在地球上有雨水多年,在过去的几个世纪,农业面积显著增加,在我看来会导致增加由于灌溉土壤沉降。

没有这种不断的降雨和灌溉导致更高的沉降,因此减少地球的直径?

Answer 1

免责声明:这可能是TLWR,但你完全可以运用一些物理推理得出答案。

地球的表面高度的变化都是由质量守恒定律,即,如果质量(M美元)删除一个位置(湿地土壤侵蚀),那么必须获得等量的质量在另一个位置(可能在海底吸积)。地球质量为零的总变化δM = $ $ \ M_1-M_2 = 0 $ $ $ $ 1 = M_2 $ $。

质量可以分为体积(V =美元\δx \δy \δz $)乘以密度(ρ\美元),所以$ M = \ρV $。从上面的质量守恒方程,然后:$ $ - \ rho_{1} \δδy_1 x_1 \ \δz_1 = \ rho_{2} \δδy_2 x_2 \ \δz_ {2} $ $

侵蚀发生的地方是所描述的左边(下标1)。吸积发生的地方是所描述的右边(下标2)。这个方程表示的总质量损失区域1,必须等于所获得的总质量区域2。现在考虑以下两种情况。

1)运输沉积物不接受任何密度的变化。如果不改变密度,\ rho_1 = \ rho_2美元。让我们也说,侵蚀面积(\ x_1 \δy_1美元)=增生区(\ x_2 \δy_2美元)简单。那么平等的质量守恒消掉了,剩下$ $ -δz_ \{1} =δz_ \ {2} $ $

2)运输沉积物是否接受密度的变化。有许多原因密度可以改变。如果密度的变化,我们不能让质量守恒密度条款取消。我们仍然说侵蚀区和增生区是相等的。质量守恒定律变得$ $ - \ rho_1 \ z_1 = \ rho_2 \δz_2 $ $或相反的$ $ -δz_1 = \ \压裂{\ rho_2} {\ rho_1} \δz_2 $ $这个说的数量变化在位置1不等于高度的变化在位置2(肯定是成比例的,但不是绝对不相等)。

把它一起来回答这个问题地球的平均半径(r)的平均高度(z)对地球的中心$ $ r = \压裂{z_1 + z_2 +……+ z_n} {n} $ $

尝试这一切具有任意数字来说服自己。添加更改\δz_1 z_1美元,美元和美元\三角洲z_2 z_2美元$ $美元r_{之前}= \压裂{z_1 + z_2 + z_3} {3} $ $ $ $ r_{后}= \压裂{(z_1 + \δz_1) + (z_2 + \δz_2) + z_3}{3} $ $美元重新排列r_{}后美元美元r_{后}= \压裂{z_1 + z_2 + z_3 + (\ \ z_1 +δz_2)} {3} $ $

案例1如果密度不会改变(例如δz_2 -δz_1 = \ \美元),然后$ $ r_{后}= \压裂{z_1 + z_2 + z_3 +(δz_1 \ \δz_1)}{3}变化抵消了美元,美元r_{之前}= r_{后}$。地球半径不改变。

案例2如果密度发生变化,美元r_{}后成为美元美元r_{后}= \压裂{z_1 + z_2 + z_3 +(δz_1 \ \压裂{\ rho_2} {\ rho_1} \δz_1)}{3} $ $美元你可以看到r_{}后不等于美元r_{之前}$。