3
\ begingroup美元

考虑一下这个场景:如果地球的表面密度是常数,就会发现,不可能拥有所有土地质量的地板上面是海洋集中在地球的一边。水会流动,直到它在地球的质量为中心。这个场景的土地数量质量高于平均海底需要平衡地球的球体,所以以上的所有目前水地球大陆一侧(泛大陆),其他大陆(s)将暴露在地球的对面。

所以这种情况真的是这样,实际上还是有足够的地壳密度变化有较高的岩石密度集中在地球海洋的一面,这将使所有的大陆上面的水集中密度较低一侧吗?

\ endgroup美元
19
  • 1
    \ begingroup美元 “假设表面密度相对稳定…”你的基本的问题。大陆岩石比海洋地壳轻,这就是为什么(简单)。认为(如果你是一个美国)沸腾的股票昨日的感恩节火鸡的尸体:轻脂肪位浮到海面,并最终收集在“大陆”,是否一个或多个不重要。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2018年11月24日4分37秒的时候
  • 3
    \ begingroup美元 即使密度是常数我不明白为什么水会流为中心的“额外”质量。地球几乎4000英里半径。海洋的平均深度2英里。因此,相对极小的数量的土地上面的海洋……和更大的重力在地球仍然会把水到最低点。有一个大陆不会是一个巨大的质量不平衡水拉向它,只是一个微小的引力。还有一个大“不平衡”即使是现在 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2018年11月24日涨幅
  • 2
    \ begingroup美元 这样说吧:重心而不是理想的情况是在地球的中心,2英里额外的土地将重心一个很小的距离“continentward”中心。但是重心仍在地球深处。同样我可以预见可能会有一个非常微小的凸起在水中向上向大陆。但会认为隆起的英寸或脚吗?水的质量仍然可以集中在地球的中心质量没有掩盖超大陆。 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2018年11月24日9:53
  • 2
    \ begingroup美元 @Matt Bradfield:表面张力替换为板块构造:-),考虑到地幔对流,正如你的汤锅,尽管工作更长的时间尺度。所以漂浮的碎片移动表面上,聚集或分裂而不影响底层的液体。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2018年11月24日,在23
  • 1
    \ begingroup美元 阅读说明书编辑另一篇文章后,我认为细节我会添加并不小。所以我认为答案是否定的,我不应该编辑这个帖子。如果你不同意,请让我知道。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月25日15:03

3答案3

7
\ begingroup美元

假设表面密度相对稳定,不可能拥有所有的土地上面的水质量集中在地球的一边。

这是一个糟糕的假设。四个关键海洋和大陆地壳之间的差异

  1. 化学成分。海洋地壳形成的岩石有更多的钙和镁铝和硅更少,大陆地壳形成的岩石。
  2. 密度。不同的化学成分使海洋地壳密度比大陆地壳的高出约10%。
  3. 的年龄。最古老的海洋地壳是1亿岁而最古老大陆地壳至今已经有40亿多年的历史了。回收的海洋地壳的流程(主要是俯冲)更有效比回收大陆地壳的过程。
  4. 厚度。海洋地壳的快速回收不断建立。大多数海洋地壳厚7至10公里。大陆地壳的缓慢循环使它得以建立。大多数大陆地壳厚25至70公里。

不同密度和不同厚度的组合意味着大陆之上的海洋层平均近5公里。

\ endgroup美元
5
  • \ begingroup美元 记住,恒定密度不是我现实的假设。这是一个有用的假设来理解这个问题。我认为有密度的变化。的相关元素的问题是“是真的有足够的密度变化”。你有部分回答,通过解释的一些变化确实存在。这不是证明,但它是“足够”。它确实给我一些思考。我会做一些数学和是否足以证明所有的大陆可能在地球的一边。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月24日17:35
  • \ begingroup美元 @Matt Bradfield:但恒定密度不是一个有用的假设。它是一个错误,这是导致你误入歧途。如果地球是液体,(没有外部影响)形成一个完美的球体。但它不是,它不是。各种各样的力量——旋转,潮汐,不同密度,板块构造的力量——使它偏离球形。所以有一个重力等位面,这就是水。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2018年11月24日18:29
  • \ begingroup美元 假设恒定密度是一个非常有用的假设。如果一个人不能理解简化(恒定密度)模型如何行为,不可能了解一个更复杂的(不同密度)模型的行为。远远领先我们误入歧途,考虑到假设让我们答案,因为它告诉我们,所有的大陆一侧,他们一定密度的变化。当计算密度和厚度的变化,它使我们直接回答这个问题(见我的回答最初的问题)。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月25日在0:13
  • 1
    \ begingroup美元 @MattBradfield——再保险假设恒定密度是一个非常有用的假设。不,它不是。执行的卡文迪许实验,在200多年前,明显表明,地球的密度是不均匀的。有时球形奶牛假设相当有用。其他时候,并非如此。这是其中一个其他时间。 \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2018年11月25日在。3分51秒
  • \ begingroup美元 我被误解。也许我的问题需要重新确立序言。当我说假设恒定密度,它是一种思想运动。这是一个前言导致实际的问题。这是一种常见的技术在科学探究,一到下一个重要的因素。在这种情况下它会导致密度作为下一个重要的因素要考虑。问题不是“如果”密度不同,但“多少”和“足够”。我的计算显示它就足够了。但是我担心我的问题还不清楚。也许有人可以提出改进建议,使我的意图更加清晰。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月25日,在37
2
\ begingroup美元

好的。为了讨论,我们假设,海洋和大陆地壳具有相同的密度(它没有,但是这并不重要)。让我们进一步假设下地壳的一切都不变密度(它不会,但也没关系)

第一个近似,海洋表面将形成一个常数距离地球质量中心。在上述假设下,如果大陆是均匀分布的,那么质量中心将中间的星球上,我们会有一个全球海洋(减去那些大陆)持续的深度。

如果所有的大陆一侧,然后会有一个小字体的改变地球的质量中心,这将导致海平面略高与大陆比一侧。我不会尝试计算偏移量的大小,但记住,地球是一个坚实的球直径~ 12600公里,而地壳层有点35公里[1]。和地壳密度小于下面的事情。大陆将使非常小的质量中心的位置。

这是第一次近似。也会有一些直接水和大陆之间的万有引力。这是计算(如,有趣的是,水和冰之间的表),它有一个可衡量的影响,海平面上升接近少量的土地。我不记得是否那么多厘米的顺序或米(有人能告诉我吗?),但无论如何这不是远程接近足以淹没大陆。

[1]信贷JeopardyTempest措辞这个好评论。

\ endgroup美元
5
  • \ begingroup美元 你的提议是完全不支持的物理。告诉我数学。重力并不只是忽略任何质量。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月28日在高宾街
  • 4
    \ begingroup美元 @matt Bradfield数学不会神奇地让物理。这里的问题是没有一个数学,但概念的误解。我努力弄明白那是什么。我想我们同意添加额外的质量一个球体的一侧将球的质量中心的转变。在这种情况下我们质量添加一点点的一面真的巨大的范围,因此CoM将通过一个很小的距离。这将意味着更多的地表水将剩下的附加质量,它不会导致所有的水冲。这说得通吗? \ endgroup美元
    - - - - - -半日西蒙
    2018年11月28日,在41
  • \ begingroup美元 这个问题绝对需要数学量化。我不记得任何物理问题的数学和公式(s)。也许有人可以画在CAD和测量使用更精确的3 d数学的转变。这里有一个粗略的估计:假设地球是密度5.5和大陆地壳密度2.7,海拔4500米,覆盖了40%的地球。4500 * 2.7/5.5 * 40% = 890。这是包括密度因素简介中我忽略我的问题。大陆平均只有840米高。水将覆盖大部分陆地。极小的吗?几乎没有。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月28日13:40
  • \ begingroup美元 @MattBradfield你完全忽视了地幔和地核的质量,形成绝大多数地球的质量。 \ endgroup美元
    - - - - - -
    2018年12月1日14:08
  • \ begingroup美元 5.5包括核心的密度,所以它不会被忽略。你的声明,核心的大部分地球的质量是假的,因为它有大约33%。如果你真的认为地幔密度比的核心问题,然后在数学上证明这一点,回答这个问题。我不相信层之间的密度差异问题,我认为这是解决数学上数百年前,但是因为它可以帮助回答这个问题我问,我会欢迎数学证明的一种方式或另一个。我相信地球两端的密度变化极大地重要。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年12月1日17:59
0
\ begingroup美元

好,我足够厌倦了这个尝试一个数学的答案。它会非常近似,但它将演示一个上限多少海洋是地球的倾斜到一边(其实比我预料中的还要多)。我非常期望得到一些错误的;如果是重要的东西,请告诉我!

让我们想象一个卡通的星球,包括两个部分:

  • 一个球体的半径6370公里
  • 破壳的“大陆”的厚度4公里(代表从海底到大陆的距离)

为简单起见,我们假设所有的这些密度、平等和任意单位我们将定义密度为1。

我们想要找到的质量中心的“行星”。让我们定义坐标系统在一维工作,沿着一条线从一个破壳的中间的中间,其中x = 0在球体的中心。

这里有一个图表(规模):

在这里输入图像描述

r_1 = 6370美元公里;r_2 = 6374美元公里

球的质量,在任意的质量美元\压裂{4}{3}\πr_1 ^ 3 = 1.1 \ * 10 ^ {12} $

大陆加工产品的质量美元\压裂{1}{2}\ cdot \压裂{4}{3}\π(r_2 ^ 3 - r_1 ^ 3) = 10 ^ 9美元

质量中心(CoM)的球体$ x = 0美元

我在线查找如何找到半球形外壳的质量中心,但事实证明,它位于$ x = \压裂{3}{8}\压裂{r_2 ^ 4 - r_1 ^ 4} {r_2 ^ 3 - r_1 ^ 3} = 3186美元公里。

找到质量中心的位置的对象,我们使用$ x_c = \压裂{m_1d_1 + m_2d_2} {1 + m_2} $其中每个m美元是质量和每个$ d $是质量中心的位置的对象。所以,

1.1 $ x_c = \压裂{\ * 10 ^{12}\ * 0 + 10 ^ 9 \乘以3186}{\ 1.1 * 10 ^{12}+ 10 ^ 9}= 2.9美元公里。

所以我们卡通行星的质量中心2.9公里接近“大陆”比“海洋”。这意味着海洋,大约,试图形成一个shell集中在这一点上,因此在大陆的中心2.9公里深海洋的中心。哦……实际上除了大海不会这样做,因为它会被巨大的大陆的。找出真的会发生需要做3 d数学,可能涉及到牵引力量等,今天下午和远远超出我的能力;-)

我再次强调,这是一个非常慷慨的场景——地球的一半是大陆,这要比在地球上,和一切都相同的密度,而不是内部的密度比地球的地壳(这将使效果弱得多)。另外,一旦我们处理的值几公里,在现实世界中可能有其他变化(如赤道隆起,non-ellipsoisal大地水准面由于密度的变化,等等),有更大的影响。

\ endgroup美元
8
  • \ begingroup美元 检查你的假设。你有下面的海底29000米平均大陆表面。海洋平均约3690米深,平均高于海洋的土地约840米,共有约4530。如果我们做一个快速补偿你的结果来推断,4530米/ 29000米* 11.4 = 1.78公里。这似乎更现实和更符合我粗略的计算表明,计算却占核心和地壳之间的密度的变化。如果我们补偿你的结果包括,5.5/2.7 * 1.78 = 0.870公里,所以相当接近890。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月28日23:59
  • \ begingroup美元 @MattBradfield哦,很对第一部分,谢谢你。我不同意,一个可以扩展的结果,所以我修改我的卡通版更简单的一个:现在我们只有一个破壳,代表大陆,也就是4公里厚。我已经把统一的密度,因为现实是更复杂的比“地幔密度n”,但这仍然是一个慷慨的假设,因为地壳密度小于下面的一切,实际效果会更少。 \ endgroup美元
    - - - - - -半日西蒙
    2018年11月29日,在29
  • \ begingroup美元 我修订的第一印象是,必须有一个错误在这个数学,因为你不能添加表面4公里和转移重心比添加材料(5.9公里)。我的经验与推断来自30年的工程。你学习的时候你可以快捷键快速估计两个场景之间的区别。然后你可以做更精确的计算,一旦选择缩小。加上我们都没有电脑在我年轻的时候,所以你要做数学喘息。假设是好的,虽然我将使用6374.5不圆的区别。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月29日13:52
  • \ begingroup美元 @MattBradfield记得我们添加一个破壳4公里的厚度,不只是4公里的列。我认为它可以将CoM超过4公里。在任何情况下,我找不到一个错误。如果你能发现它,随时指出:) \ endgroup美元
    - - - - - -半日西蒙
    2018年11月29日17点32分
  • \ begingroup美元 你计算一个实心球大陆壳的质量。它需要减少一半是大陆破壳。更小的要考虑的因素是,当计算小差异大的系统是很重要的不轮你输入或中间的答案。微小的差异可以被洗掉的舍入。 \ endgroup美元
    - - - - - -user14364
    2018年11月30日在45

你的答案

通过点击“发布你的答案”,你同意我们服务条款并承认您已阅读并理解我们的隐私政策的行为准则