Могло ли образоваться большое плато, окруженное сплошными водопадами?

Может ли структура, подобная той, что показана на изображении ниже, вдохновленном «Близко к краю» Роджера Дина, действительно существовать в природе? Если нет, то можно ли его создать искусственно, и если да, то как? Предположим, что два водоема, закрытые горой справа, оканчиваются водопадами и что водопады постоянно текут с большой скоростью.Близко к краю

Ответы (4)

Да, это строго вопрос размера. Вам нужен массивный приток воды от дождя, который пропорционален поверхности (грубо говоря, с квадратом радиуса), в то время как отток водопадов пропорционален окружности плато.

Когда радиус достаточно велик, вы можете получить достаточно воды, чтобы накормить все водопады. Однако в природе некоторые водопады разрушаются быстрее, чем другие, снижая уровень воды, так что на самом деле вы не получаете непрерывный ряд водопадов; учитывая достаточно долго, «будет только один».

Поэтому вам нужен механизм обслуживания, противодействующий эрозионному эффекту (который для водопадов огромен - я слышал, что Гарганта-дель-Дьябло каждый год отступает на полметра или что-то в этом роде).

Вы могли бы предположить, что какой-то рифовый коралл способен расти и противодействовать эрозии; коралл не может жить вне воды, и он процветает у краев из-за притока кислорода и частиц пищи, поэтому он только дотягивается до краев, укрепляя его. Также возможно незаметно поднимать его на протяжении веков, так что плато постепенно становится «чашей». Эффект является самоограничивающимся, потому что, если коралл разрастается слишком сильно, водопад замедляется, кислорода и пищи становится меньше, коралл начинает умирать, а область «без водопада» разрушается, восстанавливая водопад в этой точке.

Проверка на дождь

У нас не может быть слишком большого плато, потому что нам нужно, чтобы по всему нему дули влажные ветры, а нет правдоподобных механизмов, позволяющих это делать на планете размером с Землю, постоянно и на очень большие расстояния.

Кроме того, как правильно заметил @Braydon, если у нас есть луна или те же сильные ветры, которые несут дождь на плато, они начнут взаимодействовать с поверхностью воды и разрушат водопады.

Итак, давайте попробуем оценить размер плато.

Нужно много дождя. На Земле правдоподобное «много дождя» (монсонический дождь) составляет около 120 мм/день при нескольких ежедневных или ночных ливнях (я был свидетелем ливня со скоростью 250 мм/час и был весьма шокирован, но выжил).

Скорость водопада, такого как Ниагара, составляет 2500 кубических метров в секунду на апертуре 1200 метров. Приблизим его к F = 2 кубометра в секунду на метр апертуры.

Доступная дневная норма воды составляет 12 см, что приблизительно соответствует P = 1/8 кубического метра на квадратный метр. Каждые восемь квадратных метров поверхности, которые у нас есть, дают нам один кубический метр в день и не больше.

В одних сутках 86400 секунд, поэтому на каждый метр окружности требуется F*86400 м 3 воды, значит, нам нужно F/P*86400 м 2 поверхности для поддержания каждого метра окружности.

Таким образом, должно быть верно, что (представляя плато круглым) поверхность π р 2 это F / P * 86400 раз больше окружности 2 π р . При F=2 и P=1/8 F/P равно 16.

π р 2 знак равно Ф / п * 2 * 86400 π р означает минимальный радиус r = 2764800 м, или 2800 км, и поверхность в 24 миллиона квадратных километров, что более чем в три раза превышает размер Австралии.

Вкратце, р знак равно 17280 * Ф / п где r в километрах, F в кубических метрах на метр отверстия и P в сантиметрах дождя в день.

Уменьшая F или увеличивая P, можно уменьшить поверхность. Например, уменьшив вдвое поток до половины потока Ниагары, F = 1 м 3 /с на метр, поверхность уменьшится в 4 раза.

Еще приличный водопад около 0,3 м 3 на метр, и это позволило бы уменьшить радиус в шесть раз (поверхность примерно в сорок раз), до «всего» 470 км.

Оставаясь при первоначальной цифре 2800 км, было бы другое, что не очень-то полетит - откуда идет дождь ? Это среднее количество осадков, но маловероятно, чтобы в центре плато, в 2800 км от границы, был значительный приток влажного воздуха; весь дождь, принесенный ветром, должен был выпасть за первые 2800 км, и на самом деле нужно задаться вопросом, как должны выглядеть облака и ветер на границе.

На самом деле, само собой разумеющееся, что если ветер должен пройти 2800 км вглубь суши за один день, он всегда должен двигаться почти с ураганной скоростью .

Итак, мы говорим о постоянном урагане размером с планету — что-то вроде Большого Красного Пятна на Юпитере.

Те же формулы работают, если мы предположим, что вблизи границы постоянно идут сильные дожди, а дальше вглубь страны более сносная погода, при условии, что средняя скорость остается неизменной. Это означает, что чем суше центр, тем ужаснее условия на границе.

Идея с кораллом отличная. Самокорректирующийся механизм обратной связи!
Это также было бы возможно с помощью искусственных средств без дождя, если бы вода с плато более высокого уровня могла быть отведена вниз по трубопроводу - вдоль и вверх под областью на фотографии. Тогда вода будет поступать самотеком.
Да, но остается вопрос, откуда на более высокое плато поступает вода. Я думаю, это просто отодвинет проблему дальше.
@Slarty Для этого потребовалось бы, чтобы более высокое плато было таким массивным, как упомянул LSerni. На самом деле, если бы это было сделано искусственно, потребовался бы массивный насос, подключенный к тому же источнику воды, в который входит водопад. Тогда вода может бесконечно циркулировать в фонтанной системе.
@LSerni Также стоит отметить, что если эта область станет достаточно массивной, на нее будут оказывать значительное влияние приливы, в результате чего водопады останавливаются с обоих концов во время отлива, когда вода уносится прочь. Достаточно быстрый ветер также может нарушить равновесие.
Очень хорошее наблюдение @Braydon - редактирование ответа
@ LSerni Я думаю, что сделанные вами расчеты показывают, что это практически невозможно из-за дождя, особенно с учетом масштаба. Дорога и дом на одном из островов предполагают, вероятно, менее мили в поперечнике. Тем не менее, это должно быть возможно искусственно с помощью трубы из более высокого резервуара, который был достаточно большим, чтобы собирать достаточно дождя, чтобы питать меньший.
@ LSerni Использование 0,3 м3 на метр водопада и диаметра в 1 милю дает длину окружности 3,14 мили или 1609 * 3,142 метра = 5055 метров водопада с расходом 0,3 м3 / с, что дает 5055 * 0,3 = 1517 м3 / с общий требуемый расход, который намного меньше, чем Ниагарский, поэтому, если бы другой водоем был размером с водосборную площадь Ниагары, он должен работать. Это большой, но не невозможный в планетарном масштабе, и он может быть меньше с проливными дождями.

Это очень похоже на другой вопрос ОП

Как сформировать мир с очень высокими плато с крутыми склонами и очень глубокими впадинами

разве что не совсем то же самое. Поэтому я полагаю, что это должно оставаться другим, чтобы кто-то не сказал, что ОП просит слишком много сразу.

Ответ снова да; тепуи . Водопад Анхель является самым высоким водопадом в мире и срывается с одной из высоких тепуи.ангел падает

Там нет пружины. Вершины тепуи получают много дождя. Если бы у вас был действительно большой, дождя могло бы быть достаточно, чтобы получить почти круговой водопад. Я подозреваю, что со временем вода найдет путь наименьшего сопротивления, и вы получите один большой водопад. Хотя водопады могут быть очень широкими. Этот желоб Wagenia (не на тепуи!) имеет диаметр 4500 футов; ну больше мили.желоба водопад Вагения

Как сформировать мир с очень высокими плато с крутыми склонами и очень глубокими впадинами — это в некотором отношении аналогичный вопрос, но другой вопрос не требует воды, поэтому он отличается от этого вопроса, который, очевидно, требует воды в очень больших количествах.

Как упомянул slarty в комментариях к другому ответу, этим можно управлять, перекачивая воду из более высокого резервуара. Это было упомянуто как искусственный метод, но ожидается, что сифоны также будут образовываться естественным путем . Хотя потребовалось бы некоторое время, чтобы достаточно большая порода образовалась естественным образом и была сделана из достаточно твердой породы, чтобы ее не очень быстро размыло такой высокой скоростью потока.

Возможно, туя станет хорошим решением. Твердая магматическая порода будет сопротивляться эрозии и вполне оправданно может иметь ряд лавовых трубок для сифона. Оледенение также привело бы к образованию глубоких долин, которые могли бы быть оправданно запружены естественным образом , что привело бы к необходимому высокому резервуару для ввода. Эта естественная плотина также может оправдать то, что этот водопад геологически недавний, поэтому эрозия не является такой большой проблемой.

Нет, она не может появиться в природе, потому что нет прибавления новой воды, а по мере того, как вода спадает при падении воды, она не пополняется. Единственный способ добиться этого — колоссальный насос под озером, выталкивающий огромное количество воды, превращая его в колоссальный фонтан.

Если вы хотите что-то естественное и похожее, наиболее похожий сценарий будет заключаться в том, что у него есть более высокая скала на одном краю, из которой льется больше воды, пополняя водопады. Вам также, вероятно, нужно будет вернуться к водопаду.

Какие? Разве там, откуда ты родом, никогда не идет дождь?
@Шалвеней Вряд ли. Во всяком случае, в стороне, дождей недостаточно, чтобы сохранить увиденное на картинке где-либо на земле. Почти как только дождь прекращался, водопады прекращались. Другие говорили о том, что дождя могло бы быть достаточно, если бы оно было достаточно большим, да, если бы оно было размером с континент, но таких больших плато не существует.