По крайней мере десятилетие

В другом вопросе я подсчитал, что время, необходимое Земле для того, чтобы излучать достаточно тепла, чтобы заморозить самые верхние 100 м, составит 281 день.

Впрочем, это не ваш вопрос. Суша и море будут остывать с разной скоростью, а поверхность океана замерзнет позже, потому что вертикальная циркуляция будет перемещать более теплую океанскую воду из глубины вверх. Температура Северного Ледовитого океана не превышает 4°С, когда верхний слой замерз, поэтому давайте подсчитаем, что потребуется, чтобы температура океанов опустилась до 5°С.

Для модели сферической коровы, в которой температура всего земного океана составляет 15°C или 60°F, мы можем повторить расчет, чтобы увидеть, сколько времени потребуется всем земным океанам, чтобы излучать свое тепло в космос. Важными числами здесь являются площадь поверхности океанов Земли;$3.6\times10^{14}$м$^2$, объем океанов;$1.3\times10^{18}$м$^3$; и коэффициент излучения океанов: 0,95. Отсюда вычисляем объемную теплоемкость океанов как$5.1\times10^{24}$Дж/К

Подключив к этим уравнениям другие вопросы, мы получим

$$\begin{align} \frac{dT}{dt}\ &= \frac{0.95\cdot5.67\times10^{-8}\text{ J m}^{-2}\text{s}^{-1}\text{K}^{-4}\cdot T^4 \text{ K}^4\cdot3.6\times10^{14}\text{ m}^2}{5.1\times10^{24}\text{ J/K}}\\ &=3.8\times10^{-18}\cdot T^4 \text{ K/s} \end{align}$$

Интегрируя это во времени, как и в другом вопросе, мы видим, что для того, чтобы температура океанов понизилась на 10 градусов Цельсия, требуется около 13 лет.

$$\begin{align} \frac{dT}{dt} &= 1.0\times10^{-16}T^4\\ \int_{278\text{ K}}^{288\text{ K}}\frac{dT}{T^4}&=3.8\times10^{-18}\int dt\\ \frac{-1}{3}\cdot\left(\frac{1}{288^3}-\frac{1}{278^3}\right) &= 3.8\times10^{-18}t\\ t&=4.1\times10^{8}\text{ s} \end{align}$$

Очевидно, что это очень грубые оценки по порядку величин, но вы можете видеть, что даже если атмосферные температуры приближаются к нулю в течение года, океанам потребуется гораздо больше времени, чтобы замерзнуть из-за накопленного тепла в их огромных глубинах.

Я отложу ответ на вопрос, как долго океан замерзнет, ​​до Кингледиона. В его ответе нет недостатка. Возникает следующий вопрос: как получить 10-летнее затмение?

Ну... ты не можешь. Прежде всего, прочитайте этот отличный ответ на astronomy.SE. Об этом тоже говорится и приходит к такому же выводу.

Проблема №1

Предположим, что внутренняя планета в 4 раза больше диаметра Земли. У него может быть орбита всего на волосок быстрее, чем у Земли, что позволит ему вызвать затмение продолжительностью 10 лет (на 0,5 диаметра Земли в год быстрее, чем у Земли). Когда вы определите, насколько быстрее он должен двигаться по орбите (преобразуйте орбитальное расстояние Земли в единицы «диаметра Земли», назовите его «а», добавьте 0,5 и назовите его «b», b/a как бы равно новому периоду с точки зрения один год), а затем поиграйте с этим невероятно крутым калькулятором орбитального времени , и вы обнаружите, что центр планеты, в 4 раза превышающей диаметр Земли, должен проходить в пределах (я не шучу) 418 миль (прочитайте это еще раз) от центр Земли. Ага, столкнулись.

Вы можете попробовать поиграть в игры, чтобы это сработало, но вы быстро обнаружите, что чем меньше вы делаете внутреннюю планету, тем ближе она должна быть к центральной линии орбиты Земли, чтобы создать 10-летний эффект. Вы не можете получить меньше диаметра Земли, иначе у вас не будет 100% окклюзии. Фу.

Я хотел бы отметить, что даже если это сработает, это произойдет только раз в миллион лет. Это было бы немного непрактично.

Проблема №2

Давайте попробуем это с другого ракурса. Отсюда мы узнаем, что расчетный диаметр тени (тени на Земле) составляет...

$$\begin{align} Ud = \frac{2(mS - Ms)}{S - M} \end{align}$$

Где

• м = внутренний радиус планеты
• M = расстояние внутренней планеты от внешней планеты
• s = радиус солнца
• S = расстояние от Солнца до поверхности Земли

Мы хотим, чтобы Ud = диаметр Земли = 12 742 км. Давайте предположим лучше 0,8 а.е. (Венера 0,72 а.е.) и выясним, насколько большим оно должно быть и как долго может длиться затмение.

$$\begin{align} 6,371 = \frac{m(149,600,000) - (29,920,000)(695,700)}{149,600,000 - 29,920,000} \end{align}$$

m = 144 237 км или более чем в 18 раз больше диаметра Земли. Чтобы дать вам представление, диаметр Юпитера всего в 11 раз больше диаметра Земли. На 0,8 а.е. мы имеем орбитальный период 0,72 года и, если мои предположения верны (а они могут и не быть), затмение около 12-16 часов с «полным затемнением» около 8 часов.

И в этом проблема.

Это эквивалентно прохождению Венеры , если бы Венера находилась на одной плоскости с орбитой Земли и в два раза превышала диаметр Юпитера.

Приятное примечание

Похоже, внутри орбиты Земли может находиться супергазовый гигант. Астрономы обнаружили газовый гигант, вращающийся очень близко к маленькой звезде .

Рассматриваемая планета (HATS-6b) весит примерно столько же, сколько Сатурн, или в 100 раз больше массы Земли. Но из-за близкого орбитального расстояния из-за тепла звезды газ HATS-6b вырывается наружу, раздувая планету, как воздушный шар, до размеров Юпитера. Астрономы говорят, что с периодом обращения всего 3,3 дня HATS-6b значительно ближе к своей звезде, чем гораздо меньший Меркурий к нашему Солнцу.

Вы видели этот орбитальный период? 3,3 ДНЯ. Конечно, он ближе, чем Меркурий, но это означает, что внутри орбиты Земли может быть газовый гигант или даже сверхгазовый гигант. Один достаточно большой, чтобы полностью заслонить солнце от всей планеты. 10 лет не протянет...

Но вы бы видели это примерно 5 раз каждые 4 года, и это вызвало бы дикую и сумасшедшую погоду в течение «дня долгой ночи». Это замедлит Землю, когда она приблизится к затмению, а затем снова ускорит его (при условии, что это не затянет Землю, чтобы она стала одной из ее лун...).

Это не то круто, что вы ищете, но насколько это круто?