wtorek, 3 listopada 2020

Co jest zrodlem "ciepla zycia" na Ziemi?

W urzednim wpisie zwrocilem uwage na isteresujaca periodycznosc okresow ocieplenia i zlodowacenia na Ziemi

Warto zwrocic uwagena to, ze wariacje temperatury wahaja sie pomiedzy dwiema horyzonatalnymi granicami: maksima siegaja wartosci +3 stopni a minima -9 stopni Celsjusza. Okres ochladzania trwa okolo 120 tysiecy lat po czy nastepije gwaltowny okres ocieplenia trwajacy okolo 20 tysiecy lat. Taki wykres sugeruje okresowe raptowne aktywowanie zrodla ogrzewczego, ktore wyziebionej Ziemi dostarcza ozywczego ciepla w dawce przekraczajacej  dziesieciokrotnosc pojemnosci cieplnej Ziemi czyli 5x 10^24 J/stop.x 12  stop= 6x 10^25 J. Pisze przekraczajace bo Najwyzszy Inzynier zaopatrzyl nasza planete w wyjatkowej sprawnosci uklad termostatujacy stanowiacy mieszanine lodu z solanka oceanow. W takim ukladzie, w stanie rownowagi, temperatura srednia nie moze sie zmienic tak dlugo jak dlugo w ukladzie jest lod. Ten zas pobiera lub oddaje dodatkowo cieplo topnienia/zamarzania utrzymujac w miare stala temperature oceanow. Z dobroci takiego ukladu korzystamy czesto w praktyce chlodzac na przyklad puszki piwa w wodzie zmieszanej z kostkami lodu. Ziemia nie jest w stanie rownowagi na calej swojej powierzchni i w zwiazku z tym wszelkie przewidywania w oparciu o rownowagowa termodynamike sa niezbyt pewne. Nie mniej warto sie zapytac co moze byc powodem owych periodycznych okresow zlodowacenia oraz zycia po-lodowcowego. Zauwazmy, ze ostatnie 20 tysiecy lat obejmuje caly okres ludzkiej cywilizacji. Wedlug Bibli swiat zostal stworzony okolo 6000 tysiecy lat temu , 50 000 lat temu wymarly wielkie zwierzeta takie jak mamut welnisty, niedzwiedz jaskiniowy czy tygrys szablasty a takze neandertalczycy (a wiec pod koniec najnowszego okresu lodowcowego) a 3000 BC byl czasem budowy wielkich piramid starozytengo Egiptu. Oficjalna nauka o Ziemi podejrzewa tak zwane cykle Milankowicza czyli wahania osi obrotu Ziemi o periodyczne ogrzewanie powierzchni planety . W tym wytlumaczeniu jest jednak sporo niejasnych punktow miedzy innymi w precyzyjnym okresleniu dlugosci cyklu . Ja zas proponuje odmienne tlumaczenie, ktore dodatkowa wyjasnia skad sie bierze energia cieplna powodujaca wysoka temperature jadra Ziemi. 

Moim zdaniem w jadrze wewnetrznym  Ziemi operuje naturalny powielajacy reaktor jadrowy, ktory ulega rozbudzeniu w czasie koncowym uprzedniego ukladu lodowcowego . Cieplo dostarczone przez ten reaktor wynosi co najmniej 6x 10 ^25J . Co najmniej bowiem pominalem w oszacowniu ciepla przejscia pierwszego rodzaju ( czyli topnienie) jakie zapewne maja miejsce . Jest to energia znacznie wieksza niz dostarczona przez Slonce w czasie operowania reaktora. To reaktor bowiem jest glownym dostarczycielem "ciepla zycia" na Ziemi. Dolna granica temperatury Ziemi na wykresie odpowiada wlasnie takiej temperturze jaka moze nam zapelnic samo ogrzewanie sloneczne. Bez obecnosci reaktora jadrowego zycie na Ziemi nie mogloby powstac. Z jednego rozpadu jadra promieniotworczego (np Pu-239, U-235 itp) dostajemy energie kin etyczna odlamkow wynoszaca okolo 200 MeV  co oznacza, ze w trakcie palenia sie stosu atomowego rozpadowi uleglo okolo 1.9x 10 ^36 atomow promieniotworczego materialu palnego. Nastepnie reakcja zatrzymuje sie ze wzgledu na "zatrucie" jadra wewnetrznego produktami rozpadu posiadajacymi duzy przekroj czynny na wychwyt neutronow. 

Sa to glownie izotopy xenonu i samaru. Nastepnym krokiem jest usuwanie droga dyfuzji tych szkodliwych zanieczyszczen do jadra zewnetrznego i plaszcza co trwa okolo 120 000 lat.  W tym czasie nastepuje wychlodzenie Ziemi i realizuje sie  nowa era lodowcowa oraz wymarcie poprzednich zywych stworzen tego interesujacego i cyklicznego eksperymentu.  Zauwazmy, ze w okresie ogrzewczym mamy niemal liniowy wzrost temperatury Ziemi podzczas gdy chlodzenie zachodzi wyraznie nieliniowo . Mysle, ze jest to spowodowane przeciwpradowym ruchem ciepla: od powierzchni wchodzi energia sloneczna podczas gdy wnetrze usuwa cieplo w drodze dyfuzji do powierzchni i w Kosmos (o temperaturze 4 K).  Jest to bardzo inteligentne i dowcipne rozwiazanie godne Najwyzszego Inzyniera.