Земноподобная планета с очень горячим океаном?

Когда у вас есть зазор в 70 ° C между атмосферой и океаном… ну, у вас не может быть такого большого зазора, потому что тепло будет постоянно передаваться из океанов в атмосферу. Эта теплопередача на самом деле удерживает ночную сторону Земли от замерзания; океаны хранят тепло и умеренные перепады температуры, высвобождая это тепло в течение ночи, когда атмосфера остывает. Между прочим, это основная причина, по которой прибрежные районы обычно не имеют таких экстремальных температур, как внутренние районы; они гораздо ближе к этому сдерживающему влиянию.

В среднем на Земле разница между океанами и атмосферой составляет всего несколько градусов; временные колебания, когда температурный разрыв больше из-за различных обстоятельств, обычно вызывают ураганы и другие подобные штормы. Я не эксперт по ураганам, но такой большой температурный разрыв, вероятно, создаст вечную штормовую погоду по всей планете, которая, вероятно, губительна для жизни и уж точно не похожа на Землю.

Еще одна огромная проблема: температура кипения воды при стандартных условиях и давлении составляет 100°С. Средняя температура земных океанов намного, намного ниже этой температуры, но мы регулярно получаем испарение, которое является основной причиной практически всех осадков. Поднимите это среднее значение до 80 ° C, и у вас не будет океанов намного дольше; они собираются выкипеть. Достаточное повышение атмосферного давления повысит температуру кипения до такой степени, что этого не происходит, но это несет в себе свои проблемы. Я не могу точно сказать, где должно быть давление на уровне моря, но я подозреваю, что оно будет в несколько раз больше, чем давление воздуха на Земле на этом уровне. К чему бы ни привело такое атмосферное давление, оно, вероятно, не приведет ни к чему, напоминающему Землю.

Мой окончательный ответ: нет , ваша планета не может существовать, по крайней мере, как что-то похожее на Землю.

Теплота переходит от горячего к холодному со скоростью, пропорциональной разнице температур.

Без чего-то, что могло бы значительно охладить воздух, температура выровнялась бы, вероятно, около температуры океана, так как это самая большая тепловая масса.

Нет никакого естественного способа сделать это устойчивым.

Поскольку @Seeds уже указывал на неправдоподобность сохранения такой разницы температур, давайте предположим, что земля волшебным образом изолирована от океана при температуре 14 градусов, а атмосфера — нет, и посмотрим на погодные последствия.

Бури

Приблизительно 35 градусов — разумное число для внутренней температуры типичного урагана. Давление паров воды при 80 градусах Цельсия составляет 355 торр по сравнению с 42,2 торр при 35 градусах. Это означает, что воздух во время типичного шторма может содержать в восемь раз больше воды , чем земной тропический циклон, и что, в первом приближении, дождь будет падать в восемь раз интенсивнее, чем во время тайфуна. Реки будут иметь в 8 раз большую скорость течения, чем земные реки в сезон дождей. Это означает в 8 раз больше наводнений и, по крайней мере, в 8 раз больше потенциала эрозии. В некоторых местах каньоны могли быть вырезаны из твердой породы всего за несколько десятков тысяч лет.

Разница температур между 80-градусным океаном и 14-градусной температурой суши будет в 3,5 раза больше. Опять же в первом приближении скорость штормового ветра будет в 3,5 раза больше. Это означает, что вместо обычного шторма со скоростью ветра 50 км/ч на побережье будут дуть ветры со скоростью около 170 м/с, что соответствует уровню урагана 4-й категории. Обычные люди не могут ходить на улице при таком ветре. На пляжах не будет песка, кроме сугробов и дюн.

Эти цифры не просто максимальные. Они происходят на каждой береговой линии, повсюду на планете, каждый день.

Возможные полезные эффекты

На уровне высоких технологий производство электроэнергии намного проще. Небольшие ветряные электростанции и гидротермальные электростанции есть в каждом прибрежном поселении мира (сами поселения, разумеется, все под землей).

Другие эффекты

@Palarran сказал, что океаны будут кипеть/испаряться при достаточно высокой температуре. Это могло бы случиться, но я не думаю, что это было бы проблемой для вашего мира.

Как видите, вода (и аммиак, и метан) не вырвется из атмосферы планеты, если ее размер будет подобен Земле. Следовательно, испарение океанов прекратится, как только оно достигнет равновесия, поэтому мы можем предположить, что для начала просто больше воды.

Жизни, зародившейся в океанах, было бы трудно выжить, чтобы выжить на суше даже за миллионы лет эволюции, поскольку окружающая среда настолько различна; Я не могу вдаваться в то, как и даже если это возможно. Но организмы будут использовать эту разницу температур, чтобы процветать: возможно, за счет использования механической энергии волнового воздействия. Многие все еще могут использовать фотосинтез или хемосинтез.

Средняя температура поверхностных вод Земного океана составляет 17°С. Средняя температура приземной атмосферы Земли составляет 14,6°С. Эти цифры тесно связаны . Вот почему в прибрежных районах обычно более теплая зима и более прохладное лето, чем во внутренних районах на той же широте. Дело в том, что очень трудно изменить температуру океана и очень легко изменить температуру атмосферы. Это означает, что температура океана постоянно зависит от температуры воздуха, пока они не станут примерно одинаковыми.

Невозможно сделать это без магии или технологий, неотличимых от магии.

Необходимо предположить, что планета по своей природе чрезвычайно холодная и что существует постоянный источник тепла, поддерживающий горячие океаны. Возможно, планета находится далеко от своей главной звезды, поэтому ей очень холодно.

Хотя океаны горячие, их тепловая масса может быть не слишком велика, особенно если океаны мелкие. Передача тепла от океанов на сушу будет поддерживать среднюю температуру на суше в диапазоне 14 градусов по Цельсию.

Если берега суши горячие, чего можно ожидать, то их недра будут чрезвычайно холодными. Это предполагает почти тропические береговые линии, изнуряющую жару и влажность, и фактически полярные внутренние районы с крайне низкими температурами и покрытые льдом и снегом.

Океаны могут быть нагреты массивными излияниями лавы, такими как Деканские ловушки здесь, на Земле. Но это должно поддерживаться в течение геологически длительных периодов времени, например, сотен миллионов лет, чтобы жизнь стала возможной на суше. Это вполне осуществимо, хотя невозможно сказать, насколько это вероятно, но концептуально это имеет смысл.

Помимо очень очевидной связи между температурой атмосферы и температурой океана... если бы это было каким-то образом осуществимо, вы бы довольно быстро столкнулись с некоторыми действительно странными проблемами. Жизнь развилась из океанов для начала... так что любая жизнь на этой планете должна была развиваться в воде с температурой 90 градусов. Не уверен, насколько хорошо жизнь приспосабливается к кипячению, но, скорее всего, на этой планете будет совсем другой набор существ.

Погода. Погода в краткой форме — это перераспределение энергии по планете. Это означает, что погода все равно перераспределит это тепло по всему миру. Более экстремальные явления, такие как ураганы, подпитываются высокой температурой поверхности водоема и обычно убивают себя, взбивая холодную воду из глубины. Здесь легко получить ураган размером с океан.

Вода - вода образует равновесие с воздухом и переходит в газообразное состояние. Горячая вода означает больше пара в воздухе и, в конечном счете, намного больше облаков. Очень маловероятно, что солнце когда-либо будет видно на поверхности через облачный покров, который вы здесь видите. Если бы воздух каким-то образом оставался намного холоднее, чем на остальной части планеты, у вас также был бы густой густой туман, когда теплый влажный воздух (хорошо, горячий влажный воздух) с океанов сталкивается с холодным воздухом.

Если вы слышали термин «Земля-снежок» раньше, то это будет земля-шар... к сожалению, описание планеты как «землеподобной» неуместно с этим изменением.

Вам просто нужна особая форма жизни.

С помощью пельтигеи можно завладеть своей планетой. Существуют устройства, называемые устройствами на эффекте Пельтье, которые генерируют энергию за счет разницы температур на их сторонах. Это устройство забирает тепло с горячей стороны и преобразует его в энергию.

Теперь предположим, что в вашем мире есть очень активные вулканы под водой. Обычно выделяемое ими тепло уходит в атмосферу. Однако в вашем мире появилось существо, похожее на водоросль, с такими же способностями, как устройство с эффектом Пельтье. Эти существа более миллиона лет будут нагревать океаны, не позволяя теплу излучаться в воздух. Очевидно, что палтигея укроет ваши океаны, как тонкое невидимое одеяло.

Эти существа будут перерабатывать углекислый газ в кислород и давать пищу наземным обитателям. Я думаю, что разумные существа будут благосклонны к такому миру, так как вам понадобятся инструменты для сбора paltigea.

Изменить : больше объяснений

Устройства на эффекте Пельтье работают, предотвращая теплообмен, вместо обмена они отводят часть тепла и преобразуют его в электричество. Они очень хорошие теплоизоляторы. С увеличением разницы температур увеличивается и их эффективность. Таким образом, эти существа могли эволюционировать, чтобы создавать карманы вокруг вентиляционных отверстий, предотвращая утечку тепла из вентиляционных отверстий. Затем с этим постоянно увеличивающимся источником энергии они растут, чтобы покрыть большую площадь. Со временем они покрывают всю толщу океанов, не позволяя теплу рассеиваться от них. Очевидно, что эти существа будут отводить некоторое количество тепла, но между температурой моря и этими существами будет существовать равновесие. Так что в какой-то момент, который соответствует 80 градусам, чтобы соответствовать вопросу, paltigea, покрывающая всю поверхность океана, может истощить все тепло, которое могут производить жерла, оставаясь в равновесии. Эти существа будут использовать полученную энергию для расщепления углекислого газа, как это делают растения. Они, конечно, будут излучать тепло и нагревать атмосферу, но это не значит, что равновесие не может быть при указанных температурах.

Последнее замечание: аналогичный процесс уже происходит под горячими жерлами океанов. Не совсем такой же механизм, но похожий. Этот процесс называется хемосинтезом .

Планета, подобная этой, была бы очень близка к тепловому разгону, который происходит, когда облачный покров достигает 100%, а водяной пар, действующий как парниковый газ, превращает планету в «прохладную Венеру» с плотной паровой атмосферой и без жидкой воды на поверхности. Такова окончательная судьба Земли по мере того, как солнце стареет и становится все горячее.

Давайте просто предположим, что какая-то причуда биогенеза дала этой планете биохимию, которая работает вплоть до 100°C, а не страдает от денатурации белков при гораздо более низких температурах. Затем, приложив немного руквавиума, вы могли бы заставить гуманоидных инопланетян понять, что у них совсем не так много времени, чтобы переместиться на другую планету, прежде чем они все сварятся. Маловероятно, да. Невозможно? Возможно, нет.

Предполагая, что остальная часть планеты похожа на Землю, если бы вся суша состояла из шпилей и / или плато высотой 1 км, океаны могли бы фактически оставаться намного более горячими, чем поверхность.

Температуру океанов можно использовать для объяснения образования структур. Такие горячие воды могли образовывать очень крепкие минеральные стены на побережьях, что позволяло вулканической активности поднимать их до таких экстремальных высот.