Возможность существования жизни на Gliese 581...

[Olweg]

Соответственно на Gliese 581 тоже может быть что угодно...

Согласен. Но можно рассмотреть хотя бы некоторые варианты.

Сперва еще раз обрисую общую картину. Имеем: карлик класса М с болометрической светимостью 0.013 солнца и содержанием тяжелых элементов 0.5 солнечного и система из трех планет, все ближе Меркурия. Снеговая линия (дальше СЛ; расстояние, за которым лед почти не испаряется излучением звезды и могут формироваться ледяные протопланеты) должна быть расположена в 9 раз ближе к Глизе 581, чем у Солнца. Это (очень приблизительно) 0.3 ае.

Массу планеты приму за 5 земных. Она может быть больше, но вряд ли намного, среднестатистически на 20%.

Внутри СЛ в протопланетном диске на формирование планет суммарной массой больше 20 земных в-ва явно не хватит. Значит, они испытали миграцию извне и льда в их составе должно быть много. Планеты захвачены в синхронное вращение и магнитное поле у них скорее всего слабое. На вспыхивающей стадии центральной звезды много воды было диссоциировано и унесено в космическое пространство. Сколько осталось? Тут два варианта: либо ничего, либо еще очень много (по земным меркам), нечто промежуточное маловероятно. В первом случае ледник в ночи отпадает, т.к. вытянутая орбита и приливы порождают сильный вулканизм -> плотная углекислотно-азотная атмосфера, выравнивающая температуры. И парниковый эффект как на Венере, если не хуже.

Во втором имеем глобальную ледяную мантию и кору. Вот тут надо смотреть, как инсоляция красного карлика будет влиять на эту кору. Но об этом позже.

[Olweg]

Поскольку при +60 может испариться в 200/11=18 раз больше воды, чем при +10, парниковый эффект (примем для простоты линейное приближение)будет тоже в 18 раз больше - не 30, а 545 градусов, то есть температура на планете составит +605.

А оно линейное?

[turchin]

а вот здесь злые дяди говорят, что земля только что перешла критическую точку в парниковом эффекте, и теперь нас ждёт судьба венеры.

http://www.metafilter.com/61118/Climate-tipping-point

В последние 4 года скорость возрастания количества CO2 в атомсфере возрасла в два раза, что не свящзано с человеческой деятельностью напрямую.

http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/venus/greenhouse.html

Возможна ли жизнь на земле?

[Nucleosome]

Поскольку при +60 может испариться в 200/11=18 раз больше воды, чем при +10, парниковый эффект (примем для простоты линейное приближение)будет тоже в 18 раз больше - не 30, а 545 градусов, то есть температура на планете составит +605.

А оно линейное?

Едва ли
turchin - бывали эпохи (Мезозой) когда средняя температура Земли была выше почти на 10 градусов современной, сколько тогда было углекислого газа сейчас, видимо, остаётся только догадываться, но водяных паров, ясно, больше. И Венеры из Земли не получилось.
Ещё хорошо бы узнать за сколько времени произойдёт два события: синхронизация вращения и образование плотной атмосферы из углекислого газа, типа Венерианской. По первое ничего сказать не могу, но посокльку это происходит в силу приливных волн, то это не один-два миллиона лет, а заметно больше. В овтором случае пример Земли говорит, что образование такой атмосферы - процесс очень долгий: пока он шёл успела образоваться жизнь, у неё успел появится фотосинтез с поглощением углекислого газа (по отдельности эти две вещи не снизят количество углекислого газа в атмосфере), и первые фотосинтетики успели за процессом дегазации мантии, хотя тогда организмов было ещё совсем не много - в эпоху Протеорозоя. На обсуждаемой планете, высокая тектоническая активность из-за приливных волн принесёт свои плоды (как, видимо, это случилось с Венерой), но всё равно насколько быстро произойдёт установление плотной атмосферы - тоже нельзя сказать однозначно. Кроме того, говоря о такой атмосфере мы допускаем, что в коре этой планет приближенно столько же углерода как и в Земной, а если там его не 0.12% как у нас, а 0.01%. Разве это так уж невероятно? Тем более что и звезда менее металлическая, чем Солнце.

[turchin]

да, но в эпохи с высокой температурой земля вращалась немного быстрее, а, как нам показал kweni, это мешает интенсивному испарению.

например, (других данных не нашёл)
"1.3 млрд. лет назад в земном году было 540 дней, от 13 до 14 месяцев по 42 дня, а сутки состояли всего из 15 часов"
http://katori.pochta.ru/evolution/geology.html

отсюжда можно экстраполировать что 150 млн лет назад сутки были 23 часа. разница конечно, небольшая, но как знать, насколько существенная. может быть, именно более коротике сутки способствовали более мягкому климату той эпохи?

[Nucleosome]

отсюжда можно экстраполировать что 150 млн лет назад сутки были 23 часа. разница конечно, небольшая, но как знать, насколько существенная. может быть, именно более коротике сутки способствовали более мягкому климату той эпохи?

Дело в том, что и незадолго до нашей эпохи (миллионов 20 лет назад) было тепло - не так как в Мезозоии, но и теплее, чем сейчас (сейчас вообще эпоха похолодания), а до мезозоя были ледниковые периоды. Так что связи с длинной суток не очень прослеживается.

[turchin]

ну, всё-тки спокойне было бы спать, если бы мне объяснили, почему убегающий парниковый эффект на земле не возможен.

где вы, Kweni !

[Nucleosome]

С водой - явно не получается - потому что она, если поверхность не разогрета до 100 градусов, всё равно конденсируется. И разогрета постоянно - поэтому выходит, что ночи и полярные зоны будут уизымать излишки воды. метана много быть не может - выгорит, углекислый газ поглощается растениями и идёт на формирование пластов, причём чем больше углекислого газа, тем активнее его будут поглощать. Так что везде выходит какой-нибуть заслон. А Kweni может быть уже спит...

[turchin]

но парициальное  давление водяного пара при данной температуре никуда не денется! сколько воды не конденсируй.

[Nucleosome]

Да, большое будет... И разница между днём и ночью будет сокращатся, что затруднит осдки, правда, полярные зоны всё равно будут изымать воду - по крайней мере какое-то время, может даже площадь ледников будет расти в начале - из-за большего количества осадков. Да и альбедо будет - поэтому вопрос сводится с следующему - что будет быстрее - подъём температуры с усилением парникового эффекта, или её сборос из-за возрастания альбедо и площади ледников. В общем - не случалось такого 4 млрд. лет

[Kweni]

turchin
Я же уже сказал:

В самоускоряющийся нагрев Земле мешают войти ночь, зима и (в низких широтах) перенос воздушных масс в более высокие широты - и всё это в условиях тонкой атмосферы.

То есть концентрация водяного пара успевает снизиться до безопасных значений, прежде чем подняться до необратимо высоких. За день по положительной обратной связи концентрация водяного пара успевает возрасти совсем ненамного, так как сутки на Земле слишком коротки.  Если день короткий и температуры не очень высоки, за ночь земля остывает, часть пара из атмосферы конденсируется в виде росы а в экваториальных широтах – ночного дождя. Для постоянного разогрева должен быть достигнут некий порог, когда приращение содержания водяного пара за день больше, чем понижение концентрации за ночь, и на Земле этот порог не достигается. На Глизе 581 же день очень длинный и температура высокая, так что там совсем по другому.
Иногда такой потенциальный барьер образно представляют в виде горки, а планету – в виде шарика на склоне этой горки.

По горизонтальной оси будет содержание водяного пара, по вертикальной – вероятность нахождения планеты в таком состоянии. Шарик будет скатываться либо влево – к марсианским условиям, либо вправо – к венерианским. Солнечное излучение за день подталкивает шарик вправо, за ночь он, если не перешёл через гребень горки, скатывается влево. Земля находится на левом склоне, постоянно подталкиваемая солнечным излучением. Для того, чтобы Земля перекатилась через гребень горки, удар должен быть достаточно сильным – то  есть день достаточно длинным. А Глизе 581, как и Венера – далеко справа от гребня горки.

Nucleosome

бывали эпохи (Мезозой) когда средняя температура Земли была выше почти на 10 градусов современной, сколько тогда было углекислого газа сейчас, видимо, остаётся только догадываться, но водяных паров, ясно, больше. И Венеры из Земли не получилось.

Средняя температура по больнице, ой, я хотел сказать по Земле в мезозое была выше за счёт повышенной температуры на полюсах. То есть, благодаря удачному расположению материков, тёплые течения омывали высокие широты и нагревали их. А в экваториальном поясе температура была даже ниже, чем сейчас. Таким образом, условия для превращения Земли в подобие Венеры тогда отсутствовали. 

С водой - явно не получается - потому что она, если поверхность не разогрета до 100 градусов, всё равно конденсируется.

Совершенно ошибочное утверждение. Вода конденсируется, если её парциальное давление в атмофере превосходит давление насыщенного пара при данной температуре. Таким образом, даже при ниже +100 вода может не конденсироваться. Вообще, у Льва Толстого в одном из его рассказов для детей это очень хорошо и наглядно описано.

[turchin]

инетерсно, а на сколько бы должно было замедлиться врщение земли, чтобы процесс на дневной стороне стал необратимым? до двух суток?

[Nucleosome]

Совершенно ошибочное утверждение. Вода конденсируется, если её парциальное давление в атмофере превосходит давление насыщенного пара при данной температуре. Таким образом, даже при ниже +100 вода может не конденсироваться. Вообще, у Льва Толстого в одном из его рассказов для детей это очень хорошо и наглядно описано.

Конечно может, я об этом писал, но вот только скольков оды может растворится в атмосфере? Неужто весь мировой океан может влезть? При температуре, скажем, 80 градусов? Конечно, точнка кипения будет расти, но воды по-любому в океанах слишком много. Может научимся чиатать сообщения целиком, а не только одно предложение, и потом про детские рассказы писать, а уважаемый Kweni?
Да и Мезозоем у вас пролёт вышел, взгляните:
http://molbiol.ru/forums/index.php?showtopic=147147&st=1
И на обсуждаемой планете тоже получается не всё гладко:
в начале она едва ли будет синхронизированна, атмосфера, допустим, не плотная, в какой-то момент начнёт образовываться вода, она станет образовывать океаны, одновременно будет происходит синхронизация вращения, в какой-то момент часть планеты окажется в постоянной тени - там начнёт образовываться лёд, притом весьма быстро. Посокльку пары воды из атмосферы будут очень быстро достигать теневого полушария, то в атмосфере будут задерживаться не очень надолго. Поэтому воздух над освещённым полушарием будет наверное сухой, стало быть и парнокового эффекта пока не получается. (Мне так кажется, что атмосфреы из углекислого газа такой как у Венеры вообще не может быть, посокльку углекислый газ довольно сильно поглощает океан, где среди прочего образуются нерастворимые соли)

[assa32]

Подруга с Gliese 581 была. Но потом узнал, что оттуда. У них нет мужчин. Только женщины.

[Olweg]

Русалки?

[Nucleosome]

Подруга с Gliese 581 была. Но потом узнал, что оттуда. У них нет мужчин. Только женщины.

Русалки?

Не обязательно.  Там у них наверное, партеногенез - он и у каких-то ящирец встречается. Интереснее было бы если б не было женщин...

[Ob_ivan]

2 Kweni
Нет, просто мне был интересен этот аспект, вот я и поинтересовался... Видимо я недостаточно уделил внимания исследованию трудов древних греков в данной области. Никаких претензий к вам, наоборот... было интересно узнать, спасибо.
Всегда просто считал, что по-настояшему климатология родилась со времен изобретения метода изотерм.
Прошу прощения за офтоп.

[Kweni]

turchin

инетерсно, а на сколько бы должно было замедлиться врщение земли, чтобы процесс на дневной стороне стал необратимым? до двух суток?

Не знаю, это считать надо.

Nucleosome, знаете, в чём я нахожу разницу между моей с вами дискуссией и детскими рассказами?

Лев Николаевич Толстой писал во "Второй русской книге для чтения":

Если натопить жарко баню и налить воду на кирпичи, вода вся уйдет паром, и будет сухо. Поддай еще - вода опять разойдется. Если баня горяча, летучей воды разойдется в воздухе ушат. Ушат воды будет стоять в горячем воздухе бани, и его не будет видно. Воздух бани впитает в себя весь ушат. Но если станешь еще поддавать, то воздух уже напитается и не станет больше принимать воды, а лишняя вода потечет каплями. Один ушат будет держаться, а лишняя вода вытечет.
Если в ту же баню нетопленную принесешь горячие кирпичи и станешь лить на них воду,- выльешь шайку-она разойдется, и не будет видно,- воздух всосет ее в себя. Но если станешь лить другую шайку, вода потечет каплями. Лишняя вода стечет каплями, и холодный воздух только будет держать одну шайку. В той же бане воздух, когда был горяч, впитал ушат, а когда холоден, может впитать только шайку.

Обращаю ваше внимание, что классик русской литературы не поленился выяснить, сколько именно воды может находиться в горячем и холодном воздухе, и даже перевёл результат в единицы измерения, наиболее понятные адресату: "ушат" и "шайка" в объёме воздуха, равном объёму бани при температурах, равных температурам нетоплёной и топлёной бани.

А вот что пишете вы:

Конечно может, я об этом писал, но вот только скольков оды может растворится в атмосфере? Неужто весь мировой океан может влезть? При температуре, скажем, 80 градусов? Конечно, точнка кипения будет расти, но воды по-любому в океанах слишком много.

Вы никаких расчётов, пусть даже на уровне детских книжек, не делаете, и вместо количественных данных о возможном содержании воды в воздухе приводите лишь своё ощущение, что воды в океане слишком много. Вы, без сомнения, знаете: количественные расчёты лежат в основе естественных наук. Получается, что Лев Толстой писал книжки для русских мужицких детей на более высоком научном уровне, чем дискуссия, которую ведут 100 лет спустя люди, я надеюсь, куда более образованные.

Да и Мезозоем у вас пролёт вышел, взгляните:
http://molbiol.ru/forums/index.php?showtopic=147147&st=1

Никакого пролёта там нет. Вы имеете ввиду диаграмму изменения средней температуры по геологическим периодам? Так я никогда и не пытался отрицать бесспорный факт, что средняя температура в мезозое была выше, чем сейчас. Но выше она была за счёт более тёплых полярных широт. Скажем, если сначала в Сахаре было +40, а в Якутии +10, средняя температура будет +25. Если потом в Сахаре останется +40, а в Якутии станет -60, средняя температура будет -10. А ваша мысль

бывали эпохи (Мезозой) когда средняя температура Земли была выше почти на 10 градусов современной, сколько тогда было углекислого газа сейчас, видимо, остаётся только догадываться, но водяных паров, ясно, больше. И Венеры из Земли не получилось.

была бы верна только при повышенных температурах в приэкваториальных широтах. Если хотите, можете сходить в библиотеку, взять научный труд "Климат в эпохи крупных биосферных перестроек", М, "Наука", 2004, и посмотреть, какие температуры были характерны для различных регионов Земли в, например, сеноманском веке мелового периода. Боюсь, однако, никаких подтверждений своим мыслям вы там не найдёте.

[Nucleosome]

У вас есть что сказать по существу, милый Kweni ? Если вы так хорошо знакомы с температурами прежни эпох приведите их, хотя бы как это сделал я, приведя вам график, который вы самым милым образом пропустили мимо...

[Kweni]

Ваш график не отражает распределения температур по широтам, и поэтому к делу не относится.

В общем виде подтверждение моим мыслям можно, например, почерпнуть из известной популярной книги Еськова "История Земли и жизни на ней"

Данную ситуацию (ее, по аналогии с предыдущей, можно охарактеризовать как "Атмосферный теплоперенос - холодные океаны - теплые материки") отличает высокая выравненность климата по всей планете: температурный градиент как между низкими и высокими широтами, так и между океанами и материками много слабее нынешнего. Климат на большей части Земли был близок к субтропическому и теплоумеренному средиземноморского типа. Следует особо подчеркнуть, что результатом этой выравненности был не только более сильный (по сравнению с нынешним) обогрев приполярных областей, но и некоторое охлаждение областей экваториальных; иными словами, в мезозое, судя по всему, отсутствовал не только бореальный климат (как в тундре и тайге), но и тропический климат современного типа!

Если же вас интересуют более подробные данные по температурам, то я вас уже отсылал к книге ""Климат в эпохи крупных биосферных перестроек", М, "Наука", 2004". В ней 300 страниц подробных данных, и, сами понимаете, я не могу их привести здесь все. Вот небольшая часть из них:



А вообще, вскоре у меня, вероятно, не будет достаточно свободного времени для того, чтобы спорить и доказывать очевидные вещи. Если кто-нибудь хочет заблуждаться и верить в несуществующее, стоит ли обязательно мешать ему в этом?

P.S. Единстенный полезный для меня материал по вашей ссылке, Nucleosome, вовсе не график температур, а сравнительная диаграмма полос поглощения различных газов в ИК области спектра. Спасибо, что мне не пришлось искать его самому.