Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 14 frågor/svar hittade Universum-Solen-Planeterna [21372] Svar: I fråga 19301 beskrivs vad som händer händer om jordens inre skulle stelna. pV = nRT är den allmänna gaslagen, se fråga 16511 . Nyckelord: jordens inre [14]; Universum-Solen-Planeterna [21349] Finns det någon risk att jorden kan explodera av jordens inre glödande massa. Svar: Nyckelord: jordens inre [14]; Kraft-Rörelse [21170] Svar: Se även fråga 1052 . I länk 1 finns en animering av tanke-experimentet. I länk 2 visas (ej helt lätt) hur man kan räkna ut dubbla falltiden (dvs fram och tillbaka) till 84.5 minuter. Observera att ovanstående tid är samma som omloppstiden för en hypotetisk satellit i en cirkelbana vid jordytan, 84.3 minuter (se fråga 19564 ). Nyckelord: jordens inre [14]; satellitbana [15]; 1 https://www.youtube.com/watch?v=ZM9bRJpvRgI&feature=youtu.be Partiklar [20331] Ursprunglig fråga: Svar: Det är dåligt känt hur stor effekt utvecklas genom radioaktivt sönderfall inne i jorden eftersom det är svårt att bestämma förekomsten av olika grundämnen. Man vet ganska väl vilken effekt som transporteras bort genom jordytan, men en del av denna effekt kan vara en långsam avsvalning av jordens inre. Att detektera geoneutriner skulle vara av mycket stort intresse eftersom det skulle ge information hur mycket sönderfall som förekommer. Tekniken att detektera geoneutriner håller på att utvecklas, se en fyllig artikel i Wikipedia, Geoneutrino . Se vidare fråga 13938 och länk 1. Nyckelord: jordens inre [14]; neutrino [19]; radioaktivt sönderfall [38]; 1 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2012RG000400/full Blandat [19312] Ursprunglig fråga: Svar: I naturvetenskap är det sällan en person och en observation som etablerar ny kunskap - oftast är det en serie mindre upptäckter så man till slut kommer fram till det förhoppningsvis korrekta. För jordens inre är det framför allt följande observationer som varit viktiga för att bygga en modell: * Seismiska vågor från jordbävningar och explosioner Lite historik om seismologi finns i artikeln Seismology#Mapping_the_earth's_interior . Den enda direkta påverkan från kärnan är det jordmagnetiska fältet, se fråga 19301 . På din fråga om hur det påverkat olika kulturer skulle jag vilja påstå: inte alls. Normalt står naturvetenskapen fritt från kultur och religion. Undantaget är naturligtvis evolutionsläran som är kontroversiell i flera religioner. Mer om vad man trott om jordens inre finns i Wikipedia-artiklarna Teorin_om_en_ihålig_jord och Hollow_Earth . Se vidare Structure_of_the_Earth . Nyckelord: *geologi [16]; jordens inre [14]; Universum-Solen-Planeterna [19301] Ursprunglig fråga: Svar: Det omedelbara som skulle ske om jordens inre stelnade är att vi inte skulle få några jordbävningar eller vulkanutbrott. Det är kanske bra, men värre är att jordens magnetfält (fråga 18768 ) skulle försvinna. Förutom att kompasser skulle bli förvirrade så skulle avsaknad av magnetfält göra att vi inte har något skydd för partikelstrålning från solen, se Solvind . Detta osakar en ökad nivå av joniserande strålning och en gradvis uttunning av atmosfären. Om jorden inre stelnar kommer även kontinentaldriften att upphöra. Denna har en stabiliserande verkan på klimatet genom att hålla koldioxidhalten i atmosfären på en låg nivå, se fråga 17321 . Utan kontinentaldrift skulle jorden kunna råka ut för en extrem växthuseffekt som planeten Venus med medeltemperatur på uppemot 500oC. Nu är dessa effekter ingenting att oroa sig för eftersom jordens inre kommer att fortsätta att vara flytande under hundratals miljoner år framåt. Nyckelord: *geologi [16]; jordens inre [14]; jordens magnetfält [22]; Elektricitet-Magnetism [18768] Ursprunglig fråga: Svar: Det är inte så lätt att förstå hur det globala magnetfältet uppstått. Om vi börjar med att titta på de övriga jordlika planeterna i solsystemet så har, förutom jorden, Merkurius ett magnetfält, medan Venus och Mars saknar globalt magnetfält, se Planetary Fact Sheets . För att ett magnetfält skall uppstå i en planet krävs dels en flytande, ledande kärna och en mekanism som för in energi i systemet. Energin ger upphov till temperaturskillnader som ger konvektion (strömning). Jorden har en kärna som huvudsakligen innehåller järn. På grund av den höga temperaturen (orsakad av radioaktivt sönderfall i jordens inre, se fråga 13938 ) är den yttre delen av kärnan flytande, medan det höga trycket längre in gör den inre järnkärnan fast. Konvektion i den yttre flytande järnkärnan skapar magnetfältet. Konvektionen orsakas av temperaturskillnader och corioliskraften (3160 ) som orsakas av jordens rotation. Hur magnetfältet skapades har man bara en kvalitativ kunskap om. Ett ökande magnetfält borde inducera ett elektriskt fält som i sin tur ger en elektrisk ström. Denna ström är enligt Lenz lag (fråga 11791 ) riktad så att ändringen i magnetfältet motverkas. Konvektionen kommer emellertid att få det "infrysta" magnetfältet att flytta på sig, vilket gör att fältet kan öka trots motståndet pga Lenz lag. Denna process skulle kunna fortsätta obegränsat om inte det ökande magnetfältet bromsade upp vätskans rörelse. Man får alltså ett relativt stabilt jämviktsläge. Hur kan man då förstå förekomsten/avsaknaden av magnetfält hos de ovan nämnda planeterna? Venus är på många sätt mycket lik jorden, så man borde vänta sig en flytande järnkärna och ett magnetfält. Skillnaden är att Venus roterar mycket långsamt (Planetary Fact Sheets ), vilket gör att konvektionen inte påverkas av någon corioliskraft. Mars är betydligt mindre än jorden, så avsvalningen har gått längre. Mars saknar därför en flytande järnkärna, och därmed magnetfält. Att Merkurius har ett magnetfält kan tyckas konstigt eftersom den dels är mindre än Mars och dels för att den roterar mycket långsamt. Det som gör att Merkurius kan ha en flytande järnkärna är att den har en mycket excentrisk bana och befinner sig nära solen. Gravitationskraften "knådar" då Merkurius så att innertemperaturen kan bli tillräckligt hög. Detta är helt analogt med jupitermånen Io, se 2571 . Se vidare Earth's_magnetic_field och Dynamo_theory . Nyckelord: jordens magnetfält [22]; jordens inre [14]; Universum-Solen-Planeterna [17484] Ursprunglig fråga: Månen lär ha bildats ungefär samtidigt som jorden. Har den också en varm kärna? Eller har kärnreaktionerna tagit slut där; slut på bränsle helt enkelt? Svar: Vad gäller månen så är den redan avsvalnad - den innehåller ingen flytande kärna. Anledningen är inte att det finns mindre halt av radioaktiva element utan att månen är mindre. Uppvämningen från radioaktivitet är proportionell mot massan som är proportionell mot volymen = 4pr3/3. Förlusten av energi genom elektromagnetisk strålning (värmestrålning) är proportionell mot ytan = 4pr2. Förhållandet mellan uppvärmning och avsvalning är alltså proportionell mot radien r. För liten radie dominerar utstrålningen och man får en låg jämviktstemperatur, se fråga 13938 hur man räknar ut denna. Nyckelord: jordens inre [14]; *geologi [16]; Blandat [17170] Svar: Temperaturen har alltså inte ändrats väsentligt på en tidsskala några 100 miljoner år. Jag gissar (jag är inte vulkanolog) att storleken och längden på vulkanutbrott kan bero på t.ex. konfigurationen av kontinentalplattorna. Men tänk på att 200 miljoner år är en lång tid. Det kan hända mycket med kontinenterna. Det finns geologiska bevis för flera stora utbrott som har täckt stora delar av kontinenter. Det är sannolikt att dessa utbrott varat ganska länge och att de påverkat det globala klimatet. Figuren nedan (från Wikimedia Commons Volcano#Effects_of_volcanoes ) visar vad som kommer ut ur en vulkan och är av intresse globalt (vi bortser här från den lokala påverkan av lava och vattenånga). Problemet är att klimatpåverkan för de olika ämnena är olika. Man kan förstå att askan kan hindra solinstrålning och därmed sänka temperaturen. SO2 bildar aerosoler som även de reflekterar solljus vilket sänker temperaturen. CO2 är, som vi vet, emellertid en växthusgas, så mycket av denna gas skulle göra klimatet varmare. Det finns indikationer på att några stora vulkanutbrott har orsakat en global uppvämning (länk 1 nedan) varvid många arter utrotats. Flera massutdöenden finns väl dokumenterade, vad som möjligen är kontroversiellt är om orsaken var vulkanutbrott, meteoriter, strålning från rymden eller något annat. Nyckelord: jordens inre [14]; vulkanism [5]; *geologi [16]; 1 http://edition.cnn.com/2007/TECH/science/04/27/volcanoes.warming/index.html Universum-Solen-Planeterna [17056] När jordens inre svalnat helt men om solen ändå strålar på som vanligt hur kommer temptaturen då att vara på jorden? Svar: Om vi tog bort de radioaktiva isotoperna skulle man kunna tro att jordens innertemperatur med tiden skulle stabilisera sig på jordytans nuvarande medeltemperatur 15oC. Om jordens inre blev fast skulle emellertid kontinentaldriften upphöra, varvid återförandet av koldioxid från atmosfären till jordens inre skulle upphöra. Koldioxidhalten i atmosfären skulle då öka med ökande temperatur som följd. Jorden skulle bli som Venus: yttemperatur på 500oC och en mycket tät koldioxidatmosfär. Men det dröjer ett bra tag! Nyckelord: jordens inre [14]; växthuseffekten [36]; *geologi [16]; Universum-Solen-Planeterna [13938] Ursprunglig fråga: Svar: 4p r2 = 4p*(6.37*106)2 = 5*1014 m2 = 5*1018 cm2 Effekten per cm2 som i ett jämviktstillstånd måste transporteras genom jordytan blir 1013/5*1018 = 2*10-6 kal/cm2/s Nu är jorden ganska inhomogen, speciellt är det stor skillnad mellan land och hav. Detta beror dels på jordskorpans varierande tjocklek och dels på variationer i sammansättningen. Den uppmätta energitransporten är i havsområden 2.4*10-6 kal/cm2/s och i landområden 1.4*10-6 kal/cm2/s. Ovanstående medelvärde är i god överensstämmelse med dessa värden. Hur stor är uppvärmningseffekten från jordens inre jämfört med solstrålningen? Låt oss börja med att göra om till SI-enheter 2*10-6 kal/cm2/s = 2*10-2 kal/m2/s = 0.08 W/m2 eftersom 1 kalori är c:a 4 joule. Solarkonstanten, dvs den från solen instrålande effekten är 1370 W/m2, se fråga 13917. Värmen från jordens inre ger alltså ett mycket litet bidrag även med hänsyn taget att solstrålningen fördelas på ytan p r2 (cirkelyta) medan jordvärmen fördelas på ytan 4p r2 (klotyta). Om vi, som frågan sade, bortser från solstrålningen, vilken temperatur skulle jordytan ha? Transporten av energi ut från jorden kan bara ske med elektromagnetisk strålning, s.k. temperaturstrålning. Den utstrålade effekten per m2 ges av Stefan-Boltzmanns lag: P = sT4 där konstanten s=5.67*10-8 W/m2/K4 och T är den absoluta temperaturen i kelvin. Tillämpning av denna på energiflödet från jordens innandöme ger 0.08 = 5.67*10-8 T4 dvs T4 = 1400000 och T = 34 K eller -239oC (brrrr...) Detta gäller om jorden kan betraktas som en absolut svart kropp, dvs om den absorberar all inkommande strålning. Observera att vad vi räknat ut är temperaturen vid jordytan. Temperaturen i jordens inre är ju mycket högre (jordens inre är ju flytande). Man har en temperaturgradient (ökande temperatur med ökat djup) som bestäms av värmeledningsförmågan, se figuren i fråga 19301 . Tack Per-Gunnar Andreasson, Geologi, Lund för uppgifter om jordens inre! Tillägg 12/11/08: De isotoper som bidrar mest till uppvärmningen är 40K, 232Th och 238U (halveringstider 1.3 Ga, 14 Ga och 4.5 Ga [Ga=miljarder år]). Om man visste hur mycket av dessa isotoper som finns i jordens inre, skulle man lätt kunna räkna ut effektutvecklingen. Men man kan inte komma åt att analysera vilka halter dessa spårämnen har. Seismologiska data ger bra information om huvudsammansättningen, men spårämnena måste man uppskatta från halterna i meteoriter och solatmosfären. I länk 1 föreslår man att man skall mäta ovanstående sönderfall genom att detektera neutriner. Dessa tar sig lätt genom jordens inre och kan detekteras på ytan. Genom att mäta neutrinernas antal, energi och vilken riktning de kommer ifrån, kan man räkna ut hur mycket av ovanstående isotoper som finns i jordens inre, och därmed få en direkt mätning av effektutvecklingen. Mätningen är emellertid ganska svår och kräver stora och dyra detektorer. Se även fråga 13917 Nyckelord: jordens inre [14]; temperaturstrålning [29]; radioaktivt sönderfall [38]; solarkonstanten [6]; *geologi [16]; Elektricitet-Magnetism [12583] Svar: Magnetfältet bildas alltså av strömmar som uppstår i den flytande järnkärnan som finns i jordens centrum. Om du har en ström som går i en cirkulär slinga, så får du ett magnetfält vinkelrätt mot slingans plan. Riktningen ges av högerhandsregeln. Observera alltså att det är inte en permanentmagnet eftersom temperaturen i centrum (c:a 4000oC) är mycket högre än maxtemperaturen för ferromagnetism (Curie-temperaturen). Nyckelord: magnetism [52]; jordens inre [14]; jordens magnetfält [22]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor, Universum-Solen-Planeterna [12098] Svar: Anledningen är att jorden till en liten del består av
radioaktiva ämnen (t.ex. uran, thorium). Dessa ämnen
sönderfaller långsamt genom att skicka ut strålning i
form av elektroner, alfa-partiklar och gammastrålning.
Det är energin hos denna strålning som värmer upp jordens
inre, eller som det är nu snarare håller den vid en konstant hög temperatur. Länk 1 innehåller mycket bra undervisningsmaterial i geologi. 'The interior of the Earth' och 'Jordens indre' (på norska) behandlar jordens inre ganska ingående. Se även fråga 13938 Nyckelord: jordens inre [14]; *geologi [16]; Kraft-Rörelse [1052] Ursprunglig fråga: Svar: Gravitationskraften på massan m utanför ett klot med massan M ges av
F=GmM/r2, där r är avståndet till masscentrum. Gravitationen innanför klotets yta beror av massfördelningen, eftersom endast den del av klotets massa som ligger innanför r ger bidrag till attraktionen. Om jordens densitet är konstant (vilket den definitivt
inte är), så ges massan innanför r av M'=Mr3/R3,
där R är jordradien. Gravitationskraften under jordytan (r mindre än R) blir alltså: F=GmMr/R3. Gravitationskraften vid jordens medelpunkt (r=0) blir alltså 0. Om man kunde borra ett hål rakt genom jorden (omöjligt eftersom det är mycket varmt i jordens centrum och materien är flytande) skulle man kunna falla rakt igenom jorden och komma ut (vända vid jordytan) på andra sidan - bortsett från luftmotståndet. Om vi bromsar fallet skulle vi kunna stanna i centrum och sväva i ett tyngdlöst tillstånd. Figuren nedan visar den uppmätta densiteten i jordens inre (från seismiska vågor, se Structure_of_the_Earth ) och den beräknade tyngdaccelerationen. För de inre delarna kan man se att tyngdaccelerationen är approximativt proportionell mot r, medan den för de yttre delarna är närmast konstant. Se även fråga 19792 . Nyckelord: tyngdaccelerationen [16]; jordens inre [14]; fallrörelse [31]; 1 https://www.physicscentral.com/explore/poster-earth.cfm Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.