Какова собственная температура Земли

[joum]

Нигде не могу найти даже предположений - какая была бы температура на поверхности Земли и вообще актмосферы, без учета подогрева Солнцем? Если планета имеет раскаленное ядро, то, например, вдали от звезд, температура все равно ведь должна быть не -273?

[AlexFromTamala]

Космос не такой холодный, и -273 никак не будет даже в межгалактической среде.

[konstkir]

Какие -273, если внутри Земли миллиарды лет более тысячи градусов?

[joum]

В том и вопрос - какая будет температура поверхности и атмосферы Земли, учитывая, что внутри более тысячи градусов (причем в разы)? Может и не везде в межгалактической среде, но откуда тогда понятие абсолютного нуля? Вроде как считается, что там градуса на три выше, но не в этом суть.

[Грехов Михаил]

Абсолютный ноль-это некая вычисленная температура, при которой молекулы совсем не движутся и скорость их движения и собственных колебаний равна нулю.

Космос - это все-же не абсолютный ноль, а порядка 4 Кельвин. Причина-остаточное реликтовое излучение от большого взрыва. Но так оценивать вообще некорректно. Ибо средняя температура вещества в космосе - миллионы градусов. Ибо вещество сосредоточено в звездах в основном.... и в газовых туманностях. А это считайте плазма весьма разреженная.

Собственная температура Земли-опять вопросы.... какая собственная? На поверхности? Или средневзвешенная по глубине? В центре Земли сейчас около 6000 градусов. Гигантское давление не дает породам при такой температуре стать паром. Хотя конечно ни одно вещество не выдержит. На глубине около 5 километров жар от ядра уже ощущается и там температура уже порядка +50...+60 по Цельсию.

Если Солнце перестанет освещать Землю.... конечно температура на поверхности сильно упадет. До жуткого минуса. Быть может до -200 или даже ниже. Вымерзнет вся атмосфера. Но внутри Земля останется такой же горячей. Вулканическая деятельность никуда не денется. 

[Fallen]

Частично в этом видео касаются данной темы.

https://www.youtube.com/watch?v=7DAjOW7u5-Y

[konstkir]

Так рассказали бы. Далеко не у всех безлимит.

[Fallen]

На глубине около 5 километров жар от ядра уже ощущается и там температура уже порядка +50...+60 по Цельсию.

Так точно, в материковой части, там где есть вечная мерзлота, она простирается в глубь на 300+ метров. Но уже на глубине в 1км температура около +30С.
В условиях отсутствия солнечного излучения, баланс сдвинется.
Интересно, на сколько удастся сохранить тепло у поверхности (допустив отсутствие низин и возвышенностей, а так же не считая всякие геотермальные источники), благодаря газам типа гелия и водорода, если конечно температура окружающего космоса не будет ниже ~4.3К?

А вообще можно исходить из:

Тепловой поток земных недр, достигающий поверхности Земли, невелик — в среднем его мощность составляет 0,03–0,05 Вт/м2, или примерно 350 Вт·ч/м2 в год. На фоне теплового потока от Солнца и нагретого им воздуха это незаметная величина: Солнце даёт каждому квадратному метру земной поверхности около 4000 кВт·ч ежегодно, то есть в 10 000 раз больше (разумеется, это в среднем, при огромном разбросе между полярными и экваториальными широтами и в зависимости от других климатических и погодных факторов).

http://elementy.ru/lib/432185?page_design=print

Так что на поверхности промерзнет почти до "космической температуры", а дальше можно грубо прикинуть.

[Fallen]

Так рассказали бы. Далеко не у всех безлимит.

Ну интересно то, что мы не задохнемся, кислорода хватит примерно на 1000 лет, без фотосинтеза.
Средняя температура на земле +14-15С.
При отсутствии солнечного излучения, земля будет остывать по экспоненциальному закону, с начало быстро, потом медленнее.
Через неделю будет около нуля по Цельсию, через год будет менее -73С, но останутся места с геотермальными источниками.
Через 10-20 лет воздух охладится ниже точки росы, океаны промерзнут на километры, однако кое-где вода в жидком состоянии сможет оставаться на протяжении миллиардов лет, там могут жить экстремофилы, так что вся жизнь не вымрет.
Итоговая стабильная температура на поверхности, уравновешенная тепловым излучением недр земли составит примерно -240С.

[Klapaucius]

Так что на поверхности промерзнет почти до "космической температуры", а дальше можно грубо прикинуть.

Интересно, как поведёт себя азот. Будет ли твёрдым, жидким или газообразным. Ну и метан, углекислота и прочие лёгкие газы. Гелий и может даже аргон не исключено составят бОльшую часть атмосферы. Кислород... Ну тоже вопрос, хотя он если был то наверняка быстро свяжется с породами.
Под ледяной коркой неизбежен водный океан. Ну или водонасыщенный слой породы при довольно комфортных с нашей точки зрения температурах.
Впрочем если такая планета не одна, а является одним из спутников одинокого беззвёздного газового гиганта (даже небольшого), то полный температурный аналог Земли не исключён. Единственно, с фотосинтезом проблема.

[konstkir]

Итоговая стабильная температура на поверхности, уравновешенная тепловым излучением недр земли составит примерно -240С.

Да, похоже по Стефану-Больцману.

[Klapaucius]

Итоговая стабильная температура на поверхности, уравновешенная тепловым излучением недр земли составит примерно -240С.

Ну тогда атмосфера наверное будет состоять в основном из гелия. Аргон, азот, метан будут твёрдыми, вроде (хотя может что-то пропустил, спирт, аммиак, сероводороды - всё надо вспоминать на предмет температуры плавления и кипения, с учётом того что давление может быть заметно меньше 1 атм.). Причём со временем не исключено довольно мощная, в отличие от нынешней Земли поступающий из недр гелий практически не будет улетучиваться.

[Fallen]

Единственно, с фотосинтезом проблема.

Ну, как сказано в видео, 7 млрд. людей потребляют примерно 6 * 10¹² кг кислорода в год, но в атмосфере содержится около 10¹⁸ кг. Если выкинуть "ненужные" траты, только для дыхания кислорода хватит на 16 тыс. лет. Но надо учесть снижающийся % кислорода по мере его расходования и накопление углекислого газа. Хотя до этого там все перемерзнет, можно будет кислородом в снежки играть, если будет кому.

Интересно, как поведёт себя азот. Будет ли твёрдым, жидким или газообразным. Ну и метан, углекислота и прочие лёгкие газы. Гелий и может даже аргон не исключено составят бОльшую часть атмосферы. Кислород...

Ну можно принять устоявшуюся температуру на поверхности в -240С, и посмотреть таблицы плавления и кипения газов.
Гелий с водородом будут составлять основную часть атмосферы скорее всего.

[joum]

Fallen, спасибо! Это и хотелось узнать.

[Грехов Михаил]

Дык давление упадет.... и замерзший газ будет таки понемногу сублимироваться в окружающий вакуум. Поэтому будет слабая азотно-кислородная атмосфера.

[Fallen]

Fallen, спасибо! Это и хотелось узнать.

Это не мне, я видео пересказал, и к нему есть на английском статейки.
У Vsauce еще много интересных вещей есть на канале.

[Fallen]

Дык давление упадет.... и замерзший газ будет таки понемногу сублимироваться в окружающий вакуум. Поэтому будет слабая азотно-кислородная атмосфера.

Да, если давления гелий-водородной атмосферы не хватит.

[Klapaucius]

Единственно, с фотосинтезом проблема.

Ну, как сказано в видео,

Я про приливный разогрев спутников земной массы беззвёздных планет-гигантов. Впрочем это offtopic. Просто очевидно есть такая ниша.

Ну можно принять устоявшуюся температуру на поверхности в -240С, и посмотреть таблицы плавления и кипения газов.
Гелий с водородом будут составлять основную часть атмосферы скорее всего.

Да, наверное кроме гелия и водорода кандидатов нет. Впрочем водород химически активен, не исключено что его доля в атмосфере будет минимальна. Весь превратится в подлёдный океан через реакцию с кислородом, или в метан, аммиак и т.д..

[Klapaucius]

Дык давление упадет.... и замерзший газ будет таки понемногу сублимироваться в окружающий вакуум. Поэтому будет слабая азотно-кислородная атмосфера.

Ганимед, Каллисто, Европа, Энцелад... Там лёд сублимируется? М.б., но очень медленно, несмотря на близость Юпитера и Сатурна, и даже Солнца. А при 1g? Титан ещё как пример сочетания условий... Ненамного, кстати, теплее.

[Грехов Михаил]

Ганимед, Каллисто, Европа, Энцелад... Там лёд сублимируется? М.б., но очень медленно

Из Вики:
В 1995 году у Ганимеда всё-таки была обнаружена очень слабая кислородная атмосфера (экзосфера), очень похожая на найденную у Европы. Эти данные были получены телескопом Хаббла. Ему удалось различить слабое свечение атомарного кислорода в дальнем ультрафиолете (на длине волн 130,4 нм и 135,6 нм). Такое свечение возникает когда молекулярный кислород распадается на атомы при столкновениях с электронами, что служит достаточно убедительным подтверждением существования нейтральной атмосферы из молекул O2. Её концентрация, вероятно, находится в диапазоне 1,2·108—7·108 частиц/см3, что соответствует приповерхностному давлению в 0,2—1,2 мкПа. Такие значения согласуются с верхним пределом, установленным «Вояджером» в 1981 году. Кислород не является доказательством наличия на спутнике жизни. Считается, что он возникает когда водяной лёд на поверхности Ганимеда разделяется на водород и кислород радиацией (водород быстрее улетучивается из-за низкой атомной массы.

У нас сначала замерзнет водяной лед. А затем его покроют замерзшие газы из атмосферы. Лед будет нижним слоем. А сверху углекислый газ, кислород и потом азот. Будут выпадать слоями.