Wie langsam müssten sich kontinentale Zahnräder drehen, um nicht alles zu zerstören?

Da draußen in den Weiten des Weltraums steht eine kolossale Maschine unbekannter Hersteller. Ein ganzer künstlicher Planet, der unter der anfänglichen Kruste massive Uhrwerksysteme hat, wobei die obersten Teile Zahnräder in Kontinentgröße sind, die langsam ticken.

Mit ticken meine ich, dass sie sich im Laufe der Zeit langsam zu drehen beginnen, sich eine Weile drehen und dann wieder anhalten.

Was ich wissen möchte, ist, wie schnell diese Rotation möglicherweise sein könnte, ohne eine moderne Stadt oder sogar eine Stadt ähnlich Rom auf dem Höhepunkt des Römischen Reiches zu zerstören, wobei sich die Stadt am Rande des Zahnrads befindet?

Weitere Informationen:

  • Der Planet hat ungefähr die Größe der Erde.
  • Die kontinentalen Zahnräder sind etwa so groß wie Europa oder etwa 4 Millionen Quadratkilometer.
  • Die Zahnräder bestehen aus einem Material, das ähnlich wie Stahl wirkt, aber stark genug ist, um die massiven Ausmaße von all dem auszuhalten.
  • Die Zahnräder sind nicht direkt freigelegt, sie befinden sich unter einer großen Gesteins- und Erdschicht, die als Kruste wirkt.
Ziemlich sicher, dass sich die Zähne der Zahnräder bei kontinentalen Maßstäben einfach biegen und zerschlagen würden, anstatt die Räder zu drehen.
Diese Frage enthält nicht genügend Informationen für eine spezifische Antwort. Wie groß sind die Zahnräder? Woraus bestehen sie? Wie groß ist der Planet? ...usw.
Ich habe versucht, einige zusätzliche Informationen hinzuzufügen, um dieses Problem hoffentlich zu lösen.
Ozean von WD-40...

Antworten (2)

Zahnräder dieser Größe sind natürlich unmöglich, aber wir ignorieren dies, sie sind stark genug usw.

Auf der Innenseite können Sie sie bewegen, wie Sie wollen, aber Sie könnten lustige Effekte wie von Gyroskopen erhalten (dh die Bewegung/Rotation der Planeten beeinflussen).

Auf der Außenseite gibt es zwei Zonen:

  • An den Rändern/zwischen den Zahnrädern
  • Alles andere

Für den letzten Teil sollten Sie überprüfen, wie die Stärke von Erdbeben gemessen wird. Auf diese Weise können Sie berechnen, wie viel Bewegung (beschleunigende Kraft, um genau zu sein) welche Art von Erdbeben wäre. Sie könnten sich viel, viel schneller bewegen als die Erdplatten.

Berechnen Sie für eine grobe Annäherung, wie schnell die Kanten der Zahnräder die (Kreis-)Geschwindigkeit ändern. Dies ist die Beschleunigung, die Sie mit der Beschleunigung von Erdbeben vergleichen, die Auswirkungen auf das Getriebe sind geringer als das Erdbeben mit dieser Beschleunigung.

In den Bereichen zwischen den Zahnrädern/an ihren Rändern haben Sie am besten einige Ozeane, um sie bequem zu verstecken, oder Sie haben tiefe Abgründe (weil was darüber ist, fällt unweigerlich herunter) und selbst mit nur sehr wenig Bewegung gewinnen Sie. nicht an den Rändern leben können, weil alles einfach in den Abgrund stürzt (man muss auch das Problem lösen, warum die Zahnräder nicht an der Erde ersticken und Sachen, die dazwischen fallen).

Sie können die Kanten nicht einfach mit Kruste bedecken (obwohl mit genügend Handbewegungen ...), da sie entweder bedeckt sind, was bedeutet, dass sich die Kruste nicht mit den Zahnrädern bewegt und Sie im Grunde alle gewünschten seismischen Ereignisse erhalten Getriebe, weil Sie bereits viel mit der Hand winken . Oder die Kruste dreht sich mit den Zahnrädern darunter, und dann reißt man sie an den Rändern auf. Sie können das Reißen zwar minimieren (indem Sie einfach sagen, dass sich die Tränen wieder mit Erde oder etwas anderem füllen), aber dann ist dies der begrenzende Faktor für die Bewegungsgeschwindigkeit Ihres Zahnrads und nicht der seismische Effektteil.

Plattentektonik

Die Kontinente selbst bewegen sich, also ist die Welt zumindest wahrscheinlich sicher, wenn sich die Zahnräder so schnell bewegen, wie sich die Kontinente sonst bewegen würden. Das sind 10 cm/Jahr. Für ein Zahnrad von der Größe „Europas“, sagen wir 2500 km Durchmesser (die Entfernung von London nach Moskau) und 10 cm/Jahr sind gleich 4 × 10 8 Radiant/Jahr. Lächerlich langsam, etwa 157 Millionen Jahre pro Umdrehung.

Der sich drehende Kern der Erde

Andererseits dreht sich der innere Kern der Erde mit einer anderen Geschwindigkeit als die Oberfläche. Die schöne Pufferzone von äußerem Kern und Mantel stellt sicher, dass sich die beiden unabhängig voneinander drehen können. Angenommen, Ihre Zahnräder sind in einen Kern / Mantel aus flüssigem Metall getaucht, es könnte sich auch mit einer anderen Geschwindigkeit drehen. Niemand weiß genau, wie schnell sich der Kern dreht, aber dieser Artikel besagt, dass der feste innere Kern superrotiert und eine Umdrehung 2/3 Sekunden schneller abschließt als der Rest der Erde. Das ergibt laut Artikel eine Vierteldrehung alle 100 Jahre oder 0,016 Radiant pro Jahr oder 5 × 10 9 Drehzahl. Als Oberflächengeschwindigkeit ergibt das 0,00062 Meter/Sek.

Bei den von mir aufgeführten Geschwindigkeiten würden die Bewohner der Oberfläche nicht einmal wissen, dass sich der Kern / die Zahnräder mit einer anderen Geschwindigkeit als der Planet drehen, so wie wir es bis vor ein paar Jahrzehnten nicht taten.

10 cm pro Jahr ist die sich am schnellsten bewegende Kontinentalplatte, der Durchschnitt liegt bei 3 cm/Jahr. Auf der Erde ist der größte Teil des Mantels eher wie Plastik, aber die Schicht aus geschmolzenem Gestein (obere Asthenosphäre) direkt unter der Kruste ist sehr flüssig. Viele tektonische Platten drehen sich, das ist also kein Problem.
Ich habe noch nie von unterschiedlichen Rotationsraten des Kerns gehört! Was Sie auflisten, scheint in Bezug auf die Bewegung, die den Geodynamo verursacht, nicht signifikant zu sein.
Nachdem Sie sich Ihren Link angesehen haben: Die Bewegung des festen inneren Kerns verursacht kein Magnetfeld. Es dreht sich aufgrund der Einwirkung des Magnetfelds. Und der Mantel puffert die Bewegung nicht, die zwischen dem inneren und äußeren Kern stattfindet , nicht die Kruste.
Es sagt es ganz direkt: «Das Magnetfeld drückt den inneren Kern nach Osten, wodurch er sich schneller dreht als die Erde, aber es drückt auch im flüssigen äußeren Kern in die entgegengesetzte Richtung, was eine Bewegung nach Westen erzeugt.» Der innere Kern aus massivem Eisen ist etwa so groß wie der Mond. Es ist umgeben vom flüssigen äußeren Kern, einer Eisenlegierung, deren Bewegung das Erdmagnetfeld erzeugt.»