TerraPământul pare a fi un loc destul de stabil dacă nu luăm în considerare unele cutremure ocazionale sau unele erupţii vulcanice. Dacă voi credeţi asta, atunci trebuie să vă spun că această impresie este în totalitate greşită. Ne aflăm în permanenţă sub un bombardament constant. Din spaţiu! Dar cum ar putea afecta toate aceste resturi cosmice Pământul? În acest articol veţi afla răspunsul la această întrebare.

 

Astăzi voi răspunde la următoarea întrebare:

Având în vedere că planeta Pământ primeşte în permanenţă energie de la Soare, cu cât va creşte cu aproximaţie masa planetei noastre în, să spunem, un milion de ani?


Aceasta este o întrebare interesantă pentru că ea se leagă aproape direct (şi oarecum surprinzător) cu modul în care funcţionează mecanismul Higgs. Suntem cu toţii familiarizaţi cu celebra ecuaţie a lui Einstein, E=mc^2, dar particula Higgs conferă masă şi altor particule în virtutea faptului că această ecuaţia poate fi scrisă şi în felul următor:

m=E/c^2

La fel cum puteţi obţine energie prin procesul de anihilare a masei voi puteţi obţine, de asemenea, masă prin producerea de energie. În cazul în care aţi trimite suficientă energie către Pământ sub forma razelor solare, probabil Pământului va deveni tot mai masiv, corect? Greşit, dar, pentru a înţelege de ce, trebuie să analizăm cu atenţie unde se scurge toată această energie primită de Pământ.

Explozie solara
Credit imagine: NASA


Soarele pierde masă

După cum probabil ştiţi, Soarele este o masă de gaz incandescent, un furnal nuclear gigantic. Nu există nicio îndoială că Soarele îşi pierde din masa sa de-a lungul timpului. El radiază cu o rată de aproximativ 4x10^26 W. Pentru a genera o energie atât de mare, cantităţi uriaşe de hidrogen sunt transformate într-o cantitate foarte mare (dar ceva mai mică decât cea de hidrogen) de heliu, cu un deficit de circa 4 miliarde kg la fiecare secundă sau de 370 de miliarde de tone pe zi.

Pământul primeşte doar o mică parte din această masă. El este o ţintă foarte mică (spre deosebire de, să spunem, o sferă Dyson). Chiar dacă am acoperi în întregime Pământul cu panouri solare, nu am obţine decât aproximativ 2 kilograme în fiecare secundă sau aproximativ 60.000 de tone pe an. Ceea ce este totuşi destul de mult, doar că nu vom putea reţine această masă, contrar ipotezei din întrebarea de azi. În mare, energia primită este egală cu energia pierdută.

Atunci când aceste două efecte nu sunt echilibrate se produce încălzirea globală şi, deşi aceasta are consecinţe dezastruoase pentru oameni, ea are numai un efect marginal în ceea ce priveşte masa planetei. O creştere de 1 grad Celsius la nivelul atmosferei Pământului adaugă doar aproximativ 60 de tone la masa planetei.


Cu toate acestea întrebarea de azi m-a pus pe gânduri. Există o mulţime de alte efecte care furnizează o masă suplimentară Pământului.

În principiu s-ar putea obţine o masă mult mai mare prin intermediul vântului solar. Unul dintre pericolele cu care se confruntă un astronaut este acela că Soarele (şi spaţiul, în general, dar să ne concentrăm pe problemele locale) emite protoni şi electroni care au viteze de câteva sute de kilometri pe secundă. Soarele pierde o cantitate suficient de mare de materie pentru ca Pământul, în cazul în care acesta s-ar mai afla încă în jurul său şi peste câteva trilioane de ani (şi el nu va mai fi), să se îndepărteze încet, într-o mişcare în spirală, pe măsură ce Soarele îşi reduce atracţia sa gravitaţională.

Pentru analiza noastră ne vom concentra pe ceea ce se întâmplă cu acest vânt solar. Dacă nu ar exista un magnet uriaş în centrul Pământului, atunci o cantitate de aproximativ 20.000 tone pe an de particule încărcate electric de mare energie ar străbate atmosfera planetei noastre şi ar perturba funcţionarea echipamentelor de comunicaţie şi nu numai, care sunt realizate pe baza tehnologiei noastre actuale.

Din fericire, avem un magnet care deviază vântul solar, ceea ce înseamnă că putem admira frumuseţea aurorelor boreale în loc să ne întoarcem la tehnologia din epoca de piatră.

Aurora boreala

Credit: Philippe Moussette




Obiectele cosmice de mici dimensiuni din spaţiu

În concluzie, dacă nu Soarele provoacă creşterea masei Pământului, atunci în ce alt mod mai poate creşte masa planetei noastre?

Vă voi spune mai întâi ce nu provoacă acest efect (cel puţin în mare parte): pietrele mari, gigant, din spaţiu.

Din moment ce sunteţi cititorii mei fideli, atunci fără îndoială ştiţi care sunt şansele de a străbate cu succes centura de asteroizi. Realitatea este mult diferită faţă de ceea ce vă puteţi imagina. Chiar şi în inima centurii de asteroizi se află asteroizi mari la aproximativ un milion de mile distanţă unii de alţii. Obiectele mari din regiunea noastră din sistemul solar sunt chiar şi mai puţin frecvente. Un meteorit având un diametru de un kilometru loveşte Pământul cu aproximaţie la fiecare jumătate de milion de ani.

Cu toate acestea, există în spaţiul cosmic o mulţime de obiecte de mici dimensiuni, pietricele sau particule de praf, care sunt de fapt resturile rămase în urma procesului de formarea a sistemului solar. Pământul captează o mare parte din aceste obiecte pe măsură ce se deplasează în jurul Soarelui. În acest mod o masă de aproximativ 40.000 de tone ajunge pe Pământ în fiecare an. Dacă am presupune că aceasta s-ar distribui în mod uniform pe suprafaţa Pământului atunci ar însemna că raza Pământului se va mări cu aproximativ 0,02 nanometri în fiecare an, cu aproximativ un miliard de ori mai puţin decât efectul produs prin deplasarea continentelor.

Desigur, se pot produce şi evenimente ce pot oferi un aport de masă mult mai mare. Din partea meteoriţilor având dimensiuni de ordinul kilometrilor? Da, aceştia pot livra o masă de miliarde de tone de materie dintr-o dată şi într-un mod exploziv, extrem de spectaculos.

În concluzie, Pământul cu siguranţă îşi poate mări masa, în condiţiile în care are o pierdere lentă de masă.

Sistemul solar
Credit: NASA





De asemenea, atmosfera Pământului se evaporă


Iată! Sistemul Solar! Priviţi-l cu atenţie şi veţi observa că planetele exterioare (Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun) sunt giganţi având învelişuri imense formate din gaz şi din gheaţă. Planetele interioare, inclusiv planeta noastră, sunt, de asemenea, stâncoase şi destul de mici.

De ce se întâmplă asta?

Deoarece este mai cald în interiorul sistemul solar şi dacă veţi încălzi o cantitate de gaz atunci veţi constata că aceasta tinde să se deplaseze cu viteză în jurul planetei ajungând în timp să atingă viteza de evadare de pe planeta sa de origine. Cu cât este mai uşor gazul, cu atât mai repede se va îndepărta acesta şi amintiţi-vă că hidrogenul este cel mai uşor dintre toate gazele. Planeta noastră pierde aproximativ 3 kg de hidrogen pe secundă, ceea ce reprezintă circa 100.000 de tone pe an. Aceasta reprezintă o pierdere lentă de masă, dar trebuie să reţineţi că această valoare este valabilă doar în prezent. Pe măsură ce Soarele se încălzeşte tot mai mult o cantitate tot mai mare de gaz se va pierde din atmosfera planetei.

Altfel spus, astăzi am răspuns la o întrebare importantă, dar care a provenit dintr-o interpretare greşită. Lumina Soarelui nu provoacă creşterea masei Pământului. Pentru aceasta putem lua în considerare perioadele în care Pământul colectează din spaţiu o cantitate mai mare de materie.



Traducere de Cristian-George Podariu după is-the-earth-gaining-weight.