Welcher Effekt könnte die Gefriertemperatur von Wasser weltweit auf –40 Grad Celsius senken?

Werfen Sie einen Blick auf diese Austauschfrage zum Physik-Stack . Der Gefrierpunkt von Wasser hängt vom Druck ab. Wenn der atmosphärische Druck stark verringert wurde, ändert sich auch der Schmelzpunkt von Wasser. Wenn wir die Atmosphäre durch ein katastrophales Ereignis verlieren würden oder wenn die Schwerkraft irgendwie reduziert würde, durch Technologie, Magie oder durch den Verlust der Erdmasse, dann würde Wasser bei -40 Grad tatsächlich direkt von einem Feststoff in ein Gas übergehen verringerter Druck.

Dies ist eine wirklich interessante Lösung für das "Deep Freeze"-Rätsel. Wie Sie sagen, würde die Zustandsänderung von fest zu flüssig von so viel Wasser dem Planeten enorme Mengen an Wärme entziehen. Ich weiß, dass Sie das nicht gefragt haben, aber ich möchte kurz über die Ergebnisse sprechen, da Sie möglicherweise enttäuscht sind.

Die Auswirkungen, die es haben würde

Es hätte auch interessante Auswirkungen auf den Meeresspiegel, das Leben im Meer und viele andere Fälle.

Es gibt jedoch ein paar Fehler im Plan, erstens, dass ein Großteil der Antarktis bereits unter diesen Temperaturen liegt und daher nicht schmelzen würde. Zweitens würde die Zustandsänderung eines Teils des Eises das andere Eis um ihn herum abkühlen und die Umwandlung verlangsamen. Im Wesentlichen haben Sie eine negative Rückkopplungsschleife, die den Prozess bremst (obwohl er immer noch andauern würde).

Der andere Haken ist, dass Sie die meisten Kühleffekte an den Polen bekommen würden - die bereits kalt sind. Die Tropen wären überhaupt nicht betroffen (bis der Meeresspiegel zu steigen begann). Die Meeresströmungen würden jedoch durch den plötzlichen Süßwasserzufluss an den Polen stark gestört.

Wie es passieren konnte

Wie das passieren konnte – das ist mit den heutigen Erkenntnissen der Physik im Grunde unmöglich.

Eine mögliche "plausible, wenn Sie nicht zu genau stochern"-Erklärung ist so etwas wie die Umkehrung von Ice-nine . Ice Nine ist ein (fiktives) Polymorph von Wasser, das bei 42 Grad Celsius und nicht bei 0 Grad schmilzt. In Kontakt mit Wasser wirkt es wie ein Impfkristall und wandelt den Rest des Wassers ebenfalls in Eis-Neun um, wodurch es sofort gefriert.

Hier könnte man etwas Ähnliches vermuten. Ein Komet, der ein spezielles Polymorph aus Wasser enthält, kommt vorbei und wir gehen durch seinen Schweif. Ein Teil des Wasserpolymorphs erreicht den Boden verstreut auf der ganzen Welt und startet sofort eine Kettenreaktion, die alles andere Wasser, das es findet, in dieselbe weniger stabile Form umwandelt wie es selbst, die nur bei -40 Grad schmilzt.

Wie andere angemerkt haben, gibt es keinen wirklichen physikalischen Effekt, der dies bewirkt. Schauen wir uns jedoch an, wie ein fiktiver Effekt funktionieren könnte.

Wasser kann auf ziemlich niedrige Temperaturen unterkühlt werden , das heißt, es existiert ein flüssiger Zustand von Wasser; tatsächlich existiert dieser flüssige Zustand noch bei -40°C. Dieser unterkühlte Zustand ist jedoch sehr instabil, dh das Wasser gefriert bei der geringsten Störung.

Eine fiktive Ursache für den gewünschten Effekt müsste also den unterkühlten Wasserzustand zum bevorzugten Zustand bei dieser Temperatur machen, dh die Energie dieses Zustands verringern oder die Energie des Eiszustands erhöhen.

Der Trick dabei soll die Schwächung der Wasserstoffbrückenbindungen sein , die für die Wasseranomalien (u.a. den hohen Schmelzpunkt) verantwortlich sind.

Dazu müssten Sie jedoch den Bereich der harten Wissenschaft verlassen.

Die Gleichungen für die zum Schmelzen von Eis benötigte Energie gehen davon aus, dass wir die Temperatur des Eises über den Schmelzpunkt anheben müssen. Sie schlagen vor, den Schmelzpunkt unter die aktuelle Temperatur des Eises zu senken. Es hat also bereits die Energie, die es braucht, um zu schmelzen. Also werden die Gletscher und alle bis auf den kältesten Teil der Pole zu Wasser, nicht sofort, aber ziemlich schnell.

Kurzfristige Auswirkungen werden ein Anstieg des Meeresspiegels, massive Überschwemmungen überall stromabwärts von Bergen mit Gletschern (suchen Sie zum Beispiel nach „Calgary 2013 Floods“) und eine Umwälzung fast aller wichtigen Ozeanprozesse sein.

Wie Sie dies tun könnten, ohne auch größere Veränderungen an der Erde vorzunehmen, wie z. B. das Entfernen der Atmosphäre (was das Experiment stören würde), erfordert eine Änderung einiger grundlegender Naturgesetze. Ihre Vorstellung von Deuterium wird nicht funktionieren - die physikalischen Eigenschaften von Deuterium sind nahe genug, dass Sie eine Woche lang schweres Wasser ohne negative Auswirkungen trinken können (2 Wochen sind ein Problem). Dafür brauchst du die Hilfe einer allmächtigen Gottheit. Einer mit einer schelmischen Ader – Q fällt mir sofort ein.

Ich weiß, das ist alt, aber es ist überraschend, dass niemand die Salzsättigung erwähnt hat. Wasser, das die maximal lösliche Menge an NaCl enthält, gefriert bei -21 °C. Der maximal lösliche Salzgehalt beträgt 27 % .

Die Ozeane enthalten etwa 3,5 % Salz. Das Tote Meer ist mit 34 % Salzgehalt salziger als dieses Niveau .

Sie können also auf halbem Weg dorthin gelangen, indem Sie Bedingungen nutzen, die tatsächlich auf der Erde existieren.