Re: [發問]第二次衝擊的地科問題？

看板EVA (新世紀福音戰士(陽光沙灘BBS站))作者neutrino. (NULL)時間24年前 (2001/09/20 19:53)推噓0(0推 0噓 0→)

留言0則, 0人參與討論串12/19 (看更多)

Decay大的第一個問題: 以物理或者說地球科學的觀點來看, Wolflord大所說地軸偏角由23.5度, 被撞了15度變成8度, 應該是最對的. 首先, 公轉週期大致上沒有可觀的改變. 因為公轉週期有變的話, 地球軌道會變化, 不論是離太陽變近.變遠或是變橢圓, 都會因為日地距離改變造成太冷and/or太熱, 地球上的海洋就蒸發或結冰了, 但是卡通裡面並沒有如此在公轉週期沒變的前提下, "地軸撞成橫躺" 則需要一整年的時間才會有一次晝夜交替那麼海洋將會被蒸發而那個"日本在撞擊之後位在赤道附近就行了地軸大概在現在的南北緯四十度地軸和公轉面的傾角不要太大" 的和上面那個"地軸橫躺"的問題一樣自轉和公轉速率相同: 同樣的, 會過熱/過冷(被太陽照射的一面和另一面) 好, 那我們來計算一下把地軸轉成只剩8度(也就是, 和黃道面交角82度)最保守來說需要什麼樣的撞擊讓我們選一個座標系 z指出畫面朝向我們 x朝右 y朝上黃道面擺在x-z平面上, 地軸則是右上-左下頃斜, 也就是說平行地軸的單位向量是 (cos66.5, sin66.5, 0) 他的角動量的方向也是相同所以撞擊造成的角動量改變應該是大約平行(-cos23.5, sin23.5, 0)最經濟事實上是(-cos16, sin16, 0), 所以最佳的撞擊點是在南極附近, 座標是(-Rsin16, -Rcos16, 0) 其中R是地球半徑撞擊方向是朝向Z軸正向地球的角動量是p=(2/5)M(R^2)w 其中M是地球質量, w=地球的角速度撞擊造成的角動量需要2*sin7.5*p-----(1) 以上述最經濟的這種方法撞擊的話角動量(相對於地球質心)=mvR, m=小行星質量, v=衝擊速度----(2) (1), (2)=>mv=2*(2/5)MRw*sin7.5 =0.10442MRw M=5.976e+24 Kg R=6.378e+6 M w=1/86400 =1.1574e-5 Hz =>小行星的動量=mv=4.606e+25 ( Kg*M/sec ) 小行星的密度, 從冰.甲烷冰.乾冰為主的約等於1, 到鐵質的好像最多到8-9左右吧假定密度6 (g/cm^3)好了一顆直徑一公里的小行星其質量大約是 m=1.6667e+14 (體積in cm^3) * 6 = 1.000e+15 (g) =1.000e+12 (Kg) 所以 v=4.606e+13 (M/sec) 哇! 比光速大了10的五次方倍, 這可不行.... 好吧, 把狹義相對論納入考慮 m*v/sqr[ 1 - (v^2/c^2) ] = 4.606e+25 v/c~0.9999999981.... 幾乎就是光速了.....光速的百分之99.99999981 好吧, 著名的白堊紀-第三紀界線事件, 就是那個恐龍大滅絕啦, 那顆隕石據說是直徑10公里左右吧? 用這麼大一顆隕石的話, 那v/c也有0.99806 好吧好吧, 換一個算法好了, 如果他以合理的速度飛過來的話, 要多大的一顆隕石呢? 如果只考慮地球引力的話, 從無限遠處掉到地球表面的位能換成動能, 會有多少速度呢? v = GM/R = 1.118e+4 m = 4.112e+21 m/M = 0.0006881 也就是說隕石質量大約是地球質量的千分之一千分之一, 你覺得這樣的隕石很小嗎? 別忘了體積正比於半徑三次方, 這顆隕石的直徑是地球的十分之一!! 一顆直徑超過1000公里的隕石!! 不過比起之前所說那個接近光速來說, 合理多了. 考慮太陽也會讓隕石加速, 以及如果地球的公轉的切線方向正好對上隕石則可以再加上地球的公轉速度, 速度最多大概可以在快一個數量級吧那就允許比較小號的隕石, 直徑約400-800公里吧. 想像一下一個台灣大的隕石砸在南極....好像還好, 可以接受了. 不過氣候大變的程度應該比恐龍滅絕時還慘吧來算一下撞擊造成的能量釋放半徑1000公里那顆: 2.58e+29 單位是焦耳誰幫我查一下炸藥的威力換算一下什麼TNT噸數或是原子彈吧, 不過超過恐龍滅絕的隕石威力, 應該比那大很多吧^^;;; 半徑500公里的話要比1000公里那顆威力大8倍. 再來看第二個問題: 靠爆炸造成頃斜? 我想到的是, 一個簡單的方案, 如果爆炸之後南極附近地球裂了一小塊飛出去那只要那塊和之前所算的那個小行星大小差不多的話(台灣大:P) 那效果應該是一樣的, 需要的能量也是差不多相同數量級吧!!!