水的密度如果沒有冰大,世界將會怎樣?
水4攝氏度密度最大這一個特性,使得寒冷的冬季水底生物可以存活,那麼如果冰的密度比水大,世界將會怎麼樣呢?
求物理愛好的同學們推理一下!
《TSIAL星球上的悲劇》》作者:[美] G·R·尤赫 吳波 譯
這恐怕是人們經歷過的最可怕的旅程,至少倖存下來的人能夠這麼說。現代,當我的實驗室窗外鮮艷的樹葉在十月的秋雨中舞動沙沙作響時,我回憶起去年春天一個陰雨的早晨,我們的空間飛船返航,平穩地降落在地球上。我們安全健康地回來立。除了摔了一箱瓶子以外,我們收集的樣品全都安全地卸下來了。我們發現的記錄是用奇怪的象形文字寫的,也完整無損,我們全都急於把它們解譯出來。
飛船乘員有一個領航員,一個駕駛員,一個天文學家,一個核物理學家,一個機械師和我,我是研究化學的。我們已經在空中飛行很長時間了。我們的飛船在預定時間內急馳飛過我們太陽系的疆界。當我們接近恆星了Tsial時,我們看到,它處在一個非常類似於我們太陽系的一個行星系統中。我們還發現,這個星球在那個系統中的大小和位置非常類似於我們的地球,我們在一個荒涼的、寒冷的天氣中降落在這個星球上。 到處都是冰天雪地。樹和植物看來都裝飾起來,或者說凍起來了。山上有冰凍的湖泊、河流和冰川。有城市,但是沒有生命的跡象。當我們在一個顯然是飛機場的地方著陸時,沒有任何人出來問候我們、歡迎我們,或者威脅我們。直到我們走進建築大樓並找到居住者之後,我們才了解到僵硬和令人震驚的真實情況——他們全都是死的。也許可能是飢餓、嚴寒或疾病的摧殘使他們全都死了。這是一個充滿著死亡、白皚皚的寂寞和冰凍荒涼的廣闊無垠的星球。 這裡的居民也是人的形狀,與我們家鄉星球上的居民差別不是太大,在技術和文明上也和我們一樣,非常先進。工廠、交通運輸系統,街道和建築物,農場與公園也完全和我們的一樣。但是,人都是死的——某種星際災難的犧牲者。在任何地方既找不到說明他們悲劇性死亡的暴力證據,也沒有發現使他們致於此命的過量輻射。 我們根據我們的鐘歷探索了三周(等於那個冰球的十四天),然後開始返航。我注意到好幾種我認為值得注意的事情。我看過的大部分房屋顯然都有用來溶化過冰的設備。看來,席捲他們的悲劇是一次來得相當迅速的冰期。可以肯定,這個冰期來臨的另一件古怪的事是,我們到處都找不到流水。湖泊都凍成了固體,冰河下面也沒有流水。溫度並不是非常低——我們從未發現低於-30℃,然而我們在那裡時,也從未超過-10℃。我們也必須化冰取水。 在一個看來似乎是大型科學研究所的建築物里,我發現一個消瘦、冰凍的屍體,我從實驗室的設備判斷,他可能是一個化學家。在他的身邊,我發現了他的筆記本,很明顯,在他被凍死之前不久,他一直在寫著。我拿起筆記本,希望它能揭示出發生悲劇的某種原因。在收集完冰和凍土的樣品、拍攝完所有稀奇古怪的東西和地方之後,然後就開始我們遙遠的返航路程。 在我們到達我們居住的地球以後,通過樣品分析,沒有發現任何異常現象。水和我們地球上的一樣,其至所含的重氫百分比試驗誤差也和地球上的水一樣。對檢疫期樣品細菌化驗及對我們乘員的仔細觀察,也未找到任何致病的有機物。除了我一直在不耐煩地等待這個凍死的化學家筆記的解碼和翻譯以外,我們的報告幾乎都完成了。 有人敲我的房門,我們的譯員凱明博士拿著一份東西走了進來。 「先生,我們差不多全完成了。既然我們有把他們的字母轉譯成我們字母的系統,這事辦起來十分容易。」他停頓了一下,「我想,在我完成其餘部分之前,你最好開始讀一下。這是不可思議的,怕人的。」他遞給我幾份文件,當我開始讀譯文時,他就離開了。下面就是遙遠的TSIAL星球上不幸犧牲者的故事: 「我對有沒有人能讀到我寫的這些話,表示懷疑,因為我們中留下的人不多。橫掃我們星球的悲劇是我引起的,儘管沒有什麼倖存者能讀到它,我也必須敘述一下。「如眾所周知,甚至學校里最小的學生也知道,當水結冰時,冰比水輕,漂在水面上。但是,在Domrehs期間(註:毫無疑問這是幾年前的一個日期。),我正在用某些催化劑作試驗(催化劑可能不是確切的詞,它的意思是某種添加劑。)來改變晶體結構。我加了一點(譯不出這個方程式)到某種水裡,然後把容器放到一個冷室里。冰的結晶體很快就產生了,但是,顯然它們的外形和普通冰一樣,但它們沉到試管底上。這是古怪的事,過去從未聽說過冰下沉。因此,我作進一步的研究,看一看怎樣稀釋(方程式)溶液才能對這種重冰的結構進行催化。我把晶體溶化,倒出十分之一,用九份新鮮水進行稀釋。當這個過程冷卻後,冰的晶體象以前一樣,又沉下去了。我反覆進行著,稀釋到原來濃度的1/100,1/1000,1/10000,冰的晶體仍然下沉。我繼續進行著,百萬分之一,十億分之一,萬億分之一。我繼續稀釋,直到我無法稀釋為止。我一直進行了好幾天,但是我從未能稀釋出足以使冰晶在水上漂動的溶液。催化劑已經把水結冰時密度比較密這一性質傳遞到水中去了,我怎麼也無法把它還原回來。
「最後我停止了,大吃一驚,第一次認識到我所做的。我把我的所有溶液全都倒進下水道里了!它們流走了——通過處理工廠排放到河裡,然後流到湖泊里。 「我象瘋了似的急急忙忙趕到湖邊。在城邊的水裡取了樣品,第二個樣品在外湖的半路上取的,第三個則是在湖對岸取的。我回到實驗室,把試管放在冷室里。冰浮在從對岸取來的樣品上,冰在其它二個試管里則沉下去。二天後,我又反覆進行這個試驗,這一次冰在三個試管里全部下沉。 「我立刻向政府當局報告:我們城市的湖水已經污染。一認識到局勢的嚴重性,他們就計劃把湖封閉起來。很快派出警衛部隊把湖封鎖起來了,禁止任何人接近。又作出安排從阿木尼森向我們的城市供水。通告全城水已污染,飲用危險。這樣作的目的是,怕真實情況一說出來會引起驚慌失措。最後,派出技術員在水道的好幾個點上監視(方程式)的變化: 「回顧起來,我想我們中間沒有任何人相信我們會成功,但是,仍然必須作出嘗試。顯然無法把這樣大量的水絕對隔絕起來,幾天之後,我放棄了一切希望。一天晚上,當我回實驗室時,我從湖裡看到一大片,大約10個Kught起飛向invoud(一定是方向的意思)。當我認識到它們在飛向鄰近水道的上游部分,並可能把我的催化劑傳播過去時,我立刻打了個寒戰:一旦它進入巨大的河流系統,是無法阻止這種傳播的。 「在10天之內,我的最壞設想得到了證實。從阿木尼森取來的樣水也有重冰。除非我在實驗室未能找到的稀釋極限能自然的達到,否則,我們的星球就要毀滅。我把這些發現向政府當局作了報告,封鎖湖水的工作停止了,因為大家知道這樣作沒有用。沒有辦法,只好等待。 「奇怪的是,不詳事件的第一個正式通知由我們城的報紙宣傳出來。當地製冰公司宣布它正在把一種沉在水下而不是浮在水上的方冰投入市場,而且說,這使飲用人嘴唇有冷透骨髓的討厭冷飲料一去不復返。出賣這種古怪東西的運動是短命的,因為全城所有的人都大吃一驚的發現:他們的家做方冰也有同樣的性質。不久,其它城市報告說,那裡的冰也有類似的性質,不僅附近的河流系統里如此,而且其它水流也是這樣。 「頭腦簡單的人一開始對冰的這種新性質很高興。但是隨著我們寒冷季節的到來,不方便和麻煩也開始顯露出來。對於這最早的寒冷氣候說來,湖面上沒有冰,只有美麗的晶體沉在湖底,其陰影清晰可見。很快這些晶體在河裡成為浮動的「沙棍」。不久,城市的自來水公司發現它的湖水進水口被堵,越來越大的晶體開始充滿地下管道。在進水口裝上了加熱系統,在一段時間內熱水也流到我們的家裡。後來顯然沒有任何加熱系統,能以鬆快的速度溶化湖中的重冰來向城市供水。在靠近城市的湖水入口深處還有水,但湖的其餘部分很快成了冰晶的固體。隨著漂動的晶體增加,河水愈來愈阻塞,最後完全停止流動。依靠河水或湖水生活的城市處於災難之中。只有井水還可以作水源。 「似乎,我們渡過了寒冷的季節。顯然有許多痛苦和死亡,但我們大部分人倖存下來了,隨著溫暖氣候的到來,又產生了新的希望。 「雖然冰開始溶化了,但只是表面一層。堵塞的河道無法流水,又發生了嚴重的水災。在溫暖的季書里,湖的深處仍然有一部分冰凍著。大部分魚和水生物已經被殺死了。農民們設法種莊稼,但種的糧食也不夠吃,食物短缺迫在眉梢。「又一個寒冷季節的來臨,使湖水和河水比去斗固化的更早。又有更大的痛苦,更多的死亡。溫暖季節姍姍來遲,而且又短。完全種不出什麼莊稼。飢餓和寒冷威脅著我們。
「我和我們星球上的所有化學家在實驗室里拚命工作,試圖找出能夠抵消(方程式)影響的某種物質,使冰的密度比較低一些。但沒有一個人獲得成功。 「沒有什麼要說的了。把剩下的食物供應分給化學家們,這並不因為他們應該活的長一些,而是因為人們覺得他們有一線機會來拯救我們的星球。但是,我們失敗了。到處都有冰——而且有死亡。」 有人敲我的門,凱明走了進來。 「這是筆記本的最後幾頁譯文。」 我看著他,對我剛才想到的幾乎大驚失色,「那不慌!」我喊道,「給我把我們著陸那天負責機場地面工作的領班找來。馬上叫他來!」 凱明必定是立刻就和機場指揮部進行了聯繫,因為在十五分鐘的時間內,當我無事可做在地板上踱來踱去時,領班進來了。 「我是地面領班,」他說。「叫我幹什麼?」 「我們從空間飛行回來著陸那天,」我說,「一箱瓶子裝著的樣品被摔了下來,那件事是怎麼處理的?」 「噢,一個瓶子破了,我們掃起玻璃把它丟了。」「裡面的東西呢?」我問。
「你或許記得吧,當時正下雨,」他回答說,「瓶子里裝的東西叫雨水沖走,流到下水道里去了,我想。」 他從腋下拿出一張報紙,從中間打開,遞給了我。 「順便說來,」他說,「你是一個化學家,你對這件事有什麼看法?」 我讀到了他指出來的宣傳廣告,但我無法敘述我感覺到的全部恐懼。「市製冰公司宣布製成一種新產品——沉在冷飲中的方冰!」 很快,通過市政當局的努力,我和幾乎世界上所有的第一流的化學家們,都投入到了還原TSIAL星球上的催化劑的研究.在題設的物理條件下,細胞組織結冰將不會導致細胞破裂,整個水體結冰時裡面的大部分生物可以冬眠並在解凍後恢復活性,陸生動物也有更大比例可以在地表越冬。也就是說凍死生物的現象本身會更少。「寒冷的冬季水底生物可以存活」會變成「寒冷的冬季幾乎任何地方生物都可以存活」。
水的性質改變,下水道本身的結構設計會跟著改變,用固定的眼光看這種問題是得不出有意義的結論的。可以用加熱的蠟實驗一下。
地球海底有大量火山活動產生的熱泉口,許多地方不會冰凍。
液氨的密度隨溫度降低而增大,在15攝氏度時密度0.618克/立方厘米,在-20攝氏度時密度0.665克/立方厘米,在-50攝氏度時密度0.702克/立方厘米,在-77.7攝氏度時凝固,固態氨密度0.817克/立方厘米。同等質量的液氨在凍結時體積縮小,固態氨跟冰一樣是分子晶體,液氨可以表演題目里的水。覺得水變成像液氨這樣的性質後凍結還能有效破壞細胞結構的先生們,不妨用液氨做實驗看看。
現實中的水在結冰時體積增大並形成冰晶,會刺穿細胞的各種膜、導致蛋白變性和酸鹼度改變等,損傷足夠大會造成生物死亡。晶體結晶的自范性是有條件的,其中之一是冷卻速度足夠慢。快速冷卻會使水形成玻璃態物質,不會形成冰晶破壞細胞里的各種膜(可應用在玻璃化保存生物體),但是對體積較大的生物要在實驗室里做到快速冷卻都是很困難的,討論自然界的生物在野外越冬的時候是沒有這種條件的。
現實中的耐冷凍生物是靠其他物質在緩慢冷凍時保護自己。當溫度降到零度以下時,木蛙將尿素、葡萄糖、糖原和糖脂類化合物輸送到細胞里,起冷凍保護劑的作用。耐凍脊椎動物和昆蟲也會產生抗凍蛋白質,與冰晶聯結在一起,防止冰晶進一步生成。其中一種糖脂類化合物應用範圍十分廣泛,從植物到甲蟲都使用它充當抗凍劑。在題設的情況下產生的生物用這種方法更可以適應這種體積不膨脹的水。
簡而言之: 不再有浮在水面上的冰來阻擋降雪和蒸發散熱. 河流將會從頭到底凍住. 只要一次冰凍就能殺死淡水河中的生物.
開春的時候陽光只能化開河道表面的冰, 底層的冰可能維持很久, 越深的河道越厲害.
海洋應該能多撐幾年, 但隨著每年不斷下沉的冰塊堆積在深海的海底, 海洋將變得越來越淺, 最後整個海洋也會凍住.
人類也差不多完蛋了
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之前可能以為這樣寫大家會明白, 後來發現討論區還要說很多
當水面結冰的時候, 冰面覆蓋在水面上, 這樣就能阻擋液態水蒸發降溫. 並且浮在水面上的冰塊是固體, 不會參與對流, 所以可以使下層的液態水降溫變慢.
但是如果冰塊下沉的話, 那麼下層溫度更高的水就被擠到上層, 並且因為蒸發作用, 降溫更快.
整個水體的降溫過程就會加快. 因為冷的下沉, 熱的上升, 就是一般的熱循環過程. 所以相比現在正常的被冰層覆蓋的現狀而言散熱速度要快很多(冰蓋只能依賴熱傳導, 而冰下沉之後, 液態水以對流方+蒸發的方式損失熱量)
大氣和地表並不會因為吸收了水體散發的熱量二升溫, 因為實際上大氣和地表的溫度是低於水體的. 大家要記住冬季的時候冷得最慢的其實就是地面上的水體. 因為相對於砂石和空氣, 水的比熱更高. 所以能在冬季撐得更久. 特別是因為水的反常膨脹, 大多數比較深的河道和湖泊底部都能維持在4°C左右.
但是一旦冰比水重, 那麼這種巧妙(脆弱)的局面就被打破了, 低溫的冰和水直沉底部, 相對高溫的水涌到表面失去熱量降溫凍結再下沉, 直此往複, 直到全部凍結為止.
這些(相對地表)高溫的水所釋放的熱量, 比起處於冬季缺乏太陽照射而損失的熱量而言微不足道. 根本不足以"加熱地表"甚至什麼"溫暖潮濕". 這種想法就如同要讓老公戒掉魔獸世界, 把月卡的錢拿出來買房一樣可笑.
說水體蒸發加劇,引起空氣濕度增加, 然後水蒸氣的溫室效應導致升溫的說法也不對.
因為寒冷地帶空氣乾燥, 失去冰層保護的水體蒸發加劇之後會帶來幾個問題:
1: 帶來更多的降雪. 地面反射率上升. 導致降溫
2: 形成濃密雲層, 也導致降溫.
所以結果就是水體凍結的速度更快了.
再補充一個關於這樣的地球是否會形成生命.
或許會, 但是機會比現在這樣的地球要小千萬倍!
這不是什麼危言聳聽的虛言, 因為生命的形成是很晚的事情, 在這這前地表已經冰封了很多很多年的話, 那麼缺少液態水的地面就等於缺少了一個巨大的反應池. 各種化合物缺少溶劑, 那麼就無法合成大分子, 更談不上蛋白質. 所以在這種環境下要想誕生生命非常困難.
最初的生命形成是在海洋里, 就是因為那裡的水多, 水裡的溶解物質多, 種類多.
要說什麼火山地熱形成的液態湖泊, 規模太小. 並且因為地形單一, 缺少複雜的化學成份,
所以結論就是: 或許有可能, 但是機會實在渺茫.
更不用說發展成現在這樣的地球了.
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看看樓里五花八門的回復也是挺有意思的, 有一個說法是海平面會上升.
理由居然是因為北冰洋沉到海底去, 所以海水上漲了...... 這初中物理學得挺讓人無語的.
還有說南極下沉的, 這是地理沒學好的.
你們光考慮密度太趨於表面了。水結冰密度變小是因為氫鍵的存在。所以如果要開這個腦洞的話那就要取消氫鍵。那麼水的比熱容會小很多,水也不會成為良好的溶劑,比如你喝的酒可能要分層成純酒精了,你衣服可能怎麼都洗不幹凈了,你的咖啡里加再多糖也不甜,,,更重要的是如果沒有氫鍵許多蛋白質的性質就廢了,大概要來一次大滅絕了吧?
自己打算寫個程序算一下,多相流真雞兒難啊,先佔個坑,寫出來了再來答。
生態圈基本要重新演化了,但是對地球本身影響不一定有想像的大,海底和地球內部壓力本身就高,參考水的三相圖和密度變化,本來高壓低溫下冰就會比水的密度大……而且高壓下大家都是類似流體的性質
泰坦尼克號不會沉沒。
動物冰凍不會死,那麼之前地球的幾次冰河紀就會有大量的史前生物留下來,地球生物各種豐富,同時可以冷凍自己然後定時醒來,類似於三體人脫水的冷凍人成為技能!!星際航行冬眠不再是問題,動物長生。史前的智慧生命如果發展到現在的,人類至少應該已經統治銀河系了!
這兩天忙,沒時間及時回答評論,統一更新一下。
1,關於評論中提到的對流效率問題,事實上海洋隨海水溫度、密度、鹽度、地球自轉和公轉位置,以及風向影響,實際流動會遠遠複雜與燒杯里的水,所以必定還是會出現沉積冰的,原回答中說的太絕對,但最後的結論不影響,就是冰的密度大於水,更可能的是冰更少見,液態水更多,而不是相反。2,評論里幾位同學說的非常好,這個腦洞太大,細緻推論下去,顯然不是簡單的冰多冰少的問題,有其他答主提到了氫鍵的能級問題,還有密度變化後水的流體力學模型變化。是的,你們說的都對,不僅如此,可以造成冰密度不同的氫鍵如果和現實不同的話,一切都會變,整個宇宙的形態可能都會不同。這腦洞太大了,所以,這種低級別的假設,按照我們理解的現實經驗肯定會出現大量bug。
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啊啊啊,看的我實在受不了了,這還是知乎嗎?
高贊的科幻小說僅考慮冰的密度比水大,不考慮熱傳導,倒也無可厚非,畢竟是小說。
但是題主這個問題明明是掛物理學標籤的,你們大家就在下面跟著展開水底部結冰,什麼淡水生物都死絕了,什麼更多無法融化的冰固定在水底。你們這些好嗎?你們學過的流體熱力學都還給老師了嗎?
很顯然,如果冰的密度比水大,結果就是當前的這個世界上除了一些封閉系統,根本就不會出現冰。
大家應該還記得水加熱沸騰的過程,因為水在液體狀態的熱傳導速度低於其流動速度,所以當底部加熱時,4度以上的水隨溫度上升而密度降低,所以熱水流向頂部,冷水沉到底部,形成對流,最終被加熱的水整體達到沸騰溫度。如果冰的密度大於水(可以簡單理解為水在低於4度時,密度不是下降,而且一直上升),其過程正好是反向的沸騰過程,水面溫度低於底部,同樣會產生對流,最終結果就是水體只有整體溫度低於0度,才會結冰。
那麼,地球上無論海水還是淡水就不可能出現浮冰或是水下的冰晶體,只可能是整體全部結冰或者是全部是液體。所以,如果說冰的密度比水大會帶來世界末日,那殺死人類的絕不是沉入水底的冰沙和冰塊,而且拍在大家臉上的滔天巨浪。那就沒有凍豆腐吃了
我來個燒腦的,冰由於密度小,結冰時會膨脹,湖面或者海面才有裂縫,下面的魚兒才有氧氣,才會有哺乳動物或者是人類,
海面的冰如果不能漂浮在表面,那麼太陽光反射會大大減少,地球溫度長年累月積累下來會比現在高50度,海水蒸發的話,後果更燒腦,更神奇的,反常的現象是水在4度的時候密度最大,也就是體積最小,這樣能保證結冰的水面來年融化時,水溫回復到4度前後,冰於水之間有間隙,促使浮游生物生存,據觀測,封閉條件下水凍結時,體積增加所產生的壓強可達2500大氣壓。相當於3個瑪利亞大海溝的壓力,幾十億年前,地球降溫過程,表面都是凝固的火山岩石,水分進入岩石的縫隙,結冰後會將岩石裂開,長久以來我們才有大量的種植所需的土壤。幾十億年前,一個巨大的彗星從天而降,形成今天的海洋。彗星的溫度很低,接近絕對零度,幸虧水在4度的時候密度最大,卻能向下沉,才能繼續融化下面的冰,(這個特性能讓海底水不停的亂序的上下對流,從而阻止海底溫度過低)如果冰沒有這個特性,能不能形成生命就看腦洞了,另,海底和洋面之間都是有冰的話,海洋底部的物質也不會混入海洋,海水的成份未必是今天的樣子。暫時想到這麼多情況非常複雜,不同的水體,不同的氣候環境變化,造成的結果很不一樣。
總體來說,水體結冰更難更慢,水體融化也更難更慢。
極地地區會形成冰蓋,生物活動地區會大幅南移。冰蓋的範圍可能到達南北回歸線附近。
溫帶的區域被壓縮到很小。溫帶的定義將是夏天水體完全融化的區域 。這裡,河裡的生物可能進化出冰眠的能力,一部分魚會在某些冰蓋邊緣變化區形成像候鳥一樣的遷徙行為。
在熱帶,世界應該差不多吧。如果大氣溫度還能像現在一樣的話。
如果冰的密度比水大,那麼世界上可能就沒有冰了。
我以前以這個為腦洞構思過一篇科幻小說。未來一款遊戲中玩家可以改變自己星球的物理規則,而且只要在太空的話不管文明程度如何都可以進行星際躍遷,其中有一顆星球(就叫Y星吧)體積大而且覆蓋的全是水,公轉時間也長,沒人知道這個新手玩家設定的物理規則是什麼。有一次一個科技水平很高的玩家(就叫A吧)帶著自己星球軍隊來到這顆星球,在消滅了絕大部分Y星生物後,A玩家舉星搬遷到了Y星,並通過科技在幾萬米的海底建立一個無水區。過了很長時間後A的文明在這裡發展了很多,但科學家發現隨著Y星的公轉Y星開始變冷了,終於有一天,一塊冰從海面上沉到海底,當然這塊冰並沒有引起任何人注意。隨著落下的冰越來越多,A玩家驚恐的發現Y星的物理規則是冰的密度比水大。A迅速組織軍隊來打破冰層突圍到水面,但是水太深冰太多了,更何況是在水中,激光武器什麼都被削弱了很多。經過長時間水下戰鬥後A還是失敗了。最後Y星徹底變成了一顆冰星球,A的文明完全被冰封,Y星的生物由於長時間在這顆星球生活已經進化成可以在冰中自由活動的液體生物了。Y星的殘留生物利用這個冰封期迅速消滅了A的文明並奪回了Y星。從此以後再也沒有玩家打Y星的主意了。
泰坦尼克號這不電影鐵定是看不著了
冰的密度比水大,會導致很嚴重的問題。1 冬天淡水湖結冰後冰面會不斷下沉,導致湖底微生物和藻類窒息,很快就死了。捕魚業會受到重創。2 冬天城市污水排水口會被堵塞,污水倒灌會導致化學污染和瘟疫爆發。3 北極下沉,荷蘭比利時表示MMP。想到再說
改變一個基本物理常量所帶來的影響絕對是毀天滅地的,並不簡單是對現代文明的沿海城市造成影響。
其實水在極端的壓力下也可以形成冰,如果我們的海洋深度超過67km(然而我們沒有那麼深的海),每立方厘米水的壓力超過7噸時,會形成冰VI,一種密度比水大的固體水(我們一般見到的普通冰叫冰I)。在這個問題下,我們可以假設水低於0度就會形成冰VI。
然後我們再限定一個條件:冰的密度是在現在世界的基礎上突然變大的,而不是一開始就那麼大。因為如果不加這個限定,就得從地球幾十億年的演化史討論起了,這基本不可能。
下面入正題——
冰會下沉,意味著寒冷地區的海會不斷地結冰——下沉——再結冰——再下沉,逐漸北極包括整個西伯利亞,加拿大北部等寒冷區域會變成一整坨冰。由於北極變成一整坨而北冰洋不再存在,南極也開始向外延伸,因為固體不流動,地球兩級的寒冷地方屬於「只進不出」的狀態,基本上來到極地的水再難出去。喪失了幾大寒流之後,液體的海洋變得越來越熱,颱風頻繁,陸地上的降雨量激增,而高溫+降雨造成的水土流失將對人類文明造成毀滅性的打擊。
逐漸地,地球的水都開始慢慢向極地集中,各區域氣溫變得差異巨大,天氣越來越極端,大片土地由於嚴重水土流失荒漠化。
最終,地球會回到一個微妙的平衡,有少量的水在寒帶以外流通,大量的水在兩級堆成山,但海平面下降,氣候極端,生物滅絕,這似乎是不可避免的事了。
類似一個貧富差距巨大的社會。
找到了&<&<重冰&>&>這部小說的鏈接,這版本翻譯得一塌糊塗,將就著看吧…
https://tieba.baidu.com/p/3479748078?red_tag=2544581060
腦洞貌似和我是反著來的,只有一點是肯定的,改變基本物理常量的後果一定是毀天滅地的。
目前票數最高的答題是一個短篇科幻小說,描述星球被冰凍的世界末日。我認為結局是世界末日,但過程是相反的,地球不會冰凍,反而會不斷升溫。因為地球兩極的冰會不斷下沉,其他地方溫暖的海水會不斷湧入兩極釋放熱量結冰下沉,海水會不斷釋放蘊藏的熱量,一直到兩極的溫度達到零度以上不會再結冰為止,想像一下南北極溫度都是零度以上,地球其他地方氣溫得是有多高。
換個角度,人類將更容易實現自己的冰凍-復活計劃,因為在冷凍人體的時候最大的問題就是冰的密度比水小導致冰凍之後體積變大,使得血管和器官被冰刺破。。。
這樣的話,海水就不那麼容易冰封了,表層的冰會像普通的熱對流一樣,慢慢沉下去。所以水生生物照樣可以活下去,表層海水在0度附近。
比較麻煩的是,「沉冰」會常年存儲於深海之中,而且表層海水熱了之後,很難加熱到底層海水,這些冰會越來越多。。所以估計這些海冰不會像目前這樣聚集在兩級或者變成冰山,而是把所有的海溝,海坑全部填平。。。這個世界的航道就很好走了,包括兩極地區。但是表層海水流動性會大幅度增強,極地和中低緯度地區海水常年快速交換,估計風浪會大很多。
不過北邊內陸的那些小池塘,小型湖泊就不行了,畢竟儲熱量不足,而且還會時不時的來下一場大雪來搞個「徹骨之寒」(一天就可以消耗你50%多的儲熱), 很容易把整個水體全部冰封住。估計連貝加爾湖這種深水湖也會慢慢被冰堆滿,畢竟在沒有浮冰來保暖的情況下,只要儲熱小於放熱,肯定最終冰會越來越多。
所以 高緯度的內陸水生生靈會更少,淡水魚類只能存在於大江大湖,當然也不排除有的生物能夠進化出冰體中呼吸或者冬眠的技能。
人類也基本不會擔心海平面上升了,因為冰都沉底了,不那麼容易因為氣候變化個幾度就大規模的融化。。但是也意味著海洋和極地對氣候的負反饋調節作用消失,海水升溫容易降溫低於0度難(因為升溫只需要把表層海水曬熱,熱量要傳遞到下層海水很難,寒帶海水表面沒有冰的話熱容量其實挺低的),海洋的熱容可以認為在0度以上時非常低而0度向下方向接近無限大。如果有地球模擬器可以來試下這時候的晝夜氣候變化,我估計低緯度地區會非常的劇烈,地球被太陽曬到的那一面和沒有被太陽曬到的那一面彼此溫差會特別大,因為沒有海水做大熱容(只有淺層海水發生功效),所以估計會像吐魯番那些沙漠地區一樣,白天40多度,晚上要人穿棉襖。
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