Was wäre die Wirkung eines riesigen magischen Feuerballs, der im Ozean brennt?

Nehmen wir an, Ihre magische Sphäre hat einen Radius$r$von 10 km (also nur in die äußere Atmosphäre ragen) und hat eine Temperatur$T$von 1.250 K (so leuchtet ein schönes warmes Gelb). Der gesamte Strahlungswärmestrom von der Kugel ist gegeben durch:

Wo$\sigma$ist die Steffan-Boltzman-Konstante . Ein Teil dieser Energie wird jedoch an den Weltraum verloren gehen und somit die Biosphäre nicht beeinträchtigen. Nehmen wir an, dass die Energie vom Rest des Planeten absorbiert wird$10^{14} \mathrm{W}$, oder etwa 100 Terawatt.

Das ist eigentlich nicht so viel Energie im planetaren Maßstab. Die Sonnenkonstante (das Maß für die auf die Erdoberfläche einfallende Sonnenenergie) beträgt etwa 1,3 kW pro Quadratmeter, was einer Verdoppelung der Sonnenenergie entspricht, die über eine kreisförmige Fläche mit einem Radius von etwas mehr als 200 km abgegeben wird, was wahrscheinlich ungefähr der Größe von entspricht die 'Chaoszone' um Ihr Artefakt auf jeden Fall.

(Beachten Sie, dass Sie sehr schnell von harmlos zu weltzerstörend wechseln können, da diese Gleichung in der Temperatur der Kugel quartisch ist. Erhöhen Sie die Temperatur auf 2.500 Kelvin, und Ihre Energie steigt um das Sechzehnfache und die Größe Ihrer Chaoszone auf 1.600 km Durchmesser ansteigt. Steigen Sie auf 8.000 Kelvin, und die Leistungsaufnahme entspricht einer Verdoppelung der Sonnenenergie auf der ganzen Erde. Dies würde mit ziemlicher Sicherheit eine Venus-ähnliche Biosphärenzerstörung verursachen. Bei 100.000 Kelvin werden Sie genug Energie abgeben die Gravitationsbindungsenergie der Erde innerhalb eines Jahrtausends überschreiten; ich bin mir nicht sicher, wie sich die Katastrophe in diesem Fall genau entwickeln würde, aber es wird sicher ziemlich schlimm sein. Aber wenn Sie die Temperatur "angemessen" halten, können Sie einen Stall aufrechterhalten Biosphäre.)

Wie würde diese Art von Energie aussehen? Schätzungen über die Stärke von Hurrikanen liegen in der Größenordnung von$10^{14}$Zu$10^{15}$Watt, also würden sich die Auswirkungen im mittleren Bereich wahrscheinlich als ein großer Hurrikan manifestieren, der das Artefakt umgibt, obwohl die Wind- und Wasserströmungen in der Nähe des Zentrums viel verwirrter wären, mit Ähnlichkeiten zu nuklearen Pilzwolken. Die Modellierung des Verhaltens sehr nahe am Artefakt ('sehr nahe' bedeutet hier wahrscheinlich bis zu einigen Kilometern) wäre sehr rechenintensiv.

Auf planetarischer Ebene liegt dieser Energieeintrag in der gleichen Größenordnung wie die 3,2 TW an treibhausgasinduzierter Erwärmung , die derzeit unsere Klimaprobleme verursacht, sodass das plötzliche Auftreten eines solchen Artefakts die Erde der gleichen Art von globaler Erwärmung aussetzen würde Kurs, vor dem wir derzeit stehen. Um ehrlich zu sein, die Tatsache, dass wir der Biosphäre mit Autos und Kraftwerken doppelt so viel Schaden zufügen wie ein stadtgroßes, weißglühendes Alien-Artefakt, bringt mich irgendwie dazu, bei den Aliens einziehen zu wollen ...

Es gibt kein Szenario, in dem die Biosphäre lange überlebt. Sie haben bestenfalls ein paar Jahrhunderte. Angenommen, der Feuerball ist so cool wie möglich, während er immer noch ein Feuerball ist; 100 Grad Celsius. Alle Ozeane werden kontinuierlich zum Feuerball hin abfließen und bei Kontakt kochen, wie Sie sagten. Das sind schlechte Nachrichten für eure Biosphäre, denn dadurch gelangt eine riesige Menge Wasserdampf in die Atmosphäre, und Wasserdampf ist ein wichtiges Treibhausgas. Je heißer der Ball ist, desto schneller verstärkt sich dieser Treibhauseffekt.

Wenn der Ball heißer als etwa 1400 ° C ist, beginnen Sie, den Meeresboden zu schmelzen. Das ist auch sehr schlecht für die Biosphäre. Die meisten Massensterben fielen mit massiven Vulkanausbrüchen zusammen, und das ist im Grunde das, was Sie hier haben. Geschmolzenes Gestein gibt einige ziemlich unangenehme Dämpfe ab, die das Klima weiter verändern. Wenn die Kugel durch die Schwerkraft beeinflusst wird, kann sie in den Mantel sinken. Dies ist das beste Szenario, würde ich denken. Irgendwann würde es auf eine Schicht sinken, die so heiß war wie es war, und aufhören, Chaos zu verursachen. Die Biosphäre wird wahrscheinlich zerstört, bevor sie sich beruhigt, aber sie könnte sich möglicherweise erholen. Wenn es nicht sinkt, haben Sie einen permanenten Vulkanausbruch, was, wie ich oben sagte, wirklich schlechte Nachrichten sind. Das meiste Leben wird innerhalb weniger Jahre tot sein.

Der Erdkern hat eine Temperatur von 5400C. Wenn der Ball heißer ist, hört er nie auf, Probleme zu verursachen, selbst wenn er sinkt. Wenn es nicht sinkt, wissen Sie einfach, dass 5400C lächerlich heiß sind. Eisen kochtbei 2750C. Das ist wie Tausende von Atombomben, die ständig an einem Ort explodieren. Das Wetter wird sofort extrem. Wir sprechen von Winden, die um ein Vielfaches schneller sind als der schnellste Hurrikan. Der Regen wird auch extrem sein, und es wird nicht nur Wasser sein. All das kochende Gestein wird zurückkommen und überhitzt werden. Lavaregen im Grunde. Alles makroskopische Leben wird wahrscheinlich innerhalb des Tages tot sein. Vielleicht könnten Menschen in gehärteten, luftdichten Bunkern etwas länger überleben, aber die extremen Erdbeben werden sie bald genug erwischen. Wenn der Ball sinkt, spielt die Plattentektonik der Erde verrückt, während er sinkt. Massive Erdbeben und Vulkanausbrüche überall. Massenaussterben, genau wie im Beispiel von 1400C. Sobald es den Kern erreicht, wird es weiter sinken und das Magnetfeld der Erde stören. Kein Magnetfeld bedeutet keinen UV-Schutz. Die Erdoberfläche wird in Monaten, vielleicht einem Jahr, sterilisiert sein. Das Leben um Tiefseeschlote könnte überleben, wenn der grassierende Vulkanismus sie nicht bereits erwischt hat.

Irgendwo um die 10 Millionen C ist der Ball so heiß wie die Oberfläche der Sonne, und die Erde wird verdampfen. Nichts überlebt.

Sie kochen Ihren Planeten im Grunde auf einem Herd.

Dieser magische Feuerball ist eine unendliche Wärmequelle, also wird er dort sitzen und kontinuierlich Wärme in das System des Planeten gießen. Wasser in der Nähe wird zu Dampf erhitzt, aber die Kühle des Wassers wird den Feuerball überhaupt nicht kühlen. Dies wird dazu führen, dass die Gesamttemperatur steigt und steigt, bis alles auf dem Planeten schließlich dem Wärmeniveau des Feuerballs selbst entspricht. Schließlich wird der Ozean kochen und Dampf in der Atmosphäre wird alles Leben auslöschen. Sie werden mit einem riesigen Ball aus Asche (oder vielleicht Lava) enden . Und ein 900 km langer Feuerball ist leicht groß genug, um dies in kurzer Zeit zu erreichen.

Das grundlegende Problem ist, dass es keinen Ozean mehr geben wird. Und die Verdunstung des Ozeans wird die Biosphäre durch die Hitze zerstören.

Der Meeresboden hat einen Druck von 1000 bar. Um den Ozean am Einströmen zu hindern, benötigt man 1000 bar Dampf, was Temperaturen nahe der Sternkernskala (400.000 K) erfordert. Und dann hast du einen Stern auf deinem Planeten, was bedeutet, dass du nicht lange einen Planeten hast.

Wenn Sie das einströmende Wasser einfach verdampfen, dann fließt das Wasser mit einer Geschwindigkeit in das Artefakt heraus, die der Geschwindigkeit entspricht, die es bewegen würde, wenn Sie Wasser in einem Vakuum auf die Oberseite des Ozeans fallen lassen würden.

Als einfaches Modell gehe ich von einem 3 km hohen Zylinder mit 1 km Radius aus. Diese hat eine Fläche von 3 km * 2 * pi * 1 km oder ~20 km^2.

Er hat einen Durchmesser von 6 km. Die Rate, mit der das Wasser zufließt, ist ungefähr$\sqrt{ h * 20 m/s^2 }$, so wollen wir$1 g/cm^2 * 6 km * \int_{h=0}^{3 km} \sqrt{ h * 20 m/s^2 } dh$

Mit Wolfram Alpha erhalten wir einen Fluss von$2.939×10^{12} \frac{kg}{s}$. Das Verdampfen ist 40,65 kJ/mol – Wasser hat 18,0153 g/mol, das ist also$\frac{40.65 \frac{kJ}{mol} }{ 18.0153 \frac{g}{mol} } * 2.939*10^{12} \frac{kg}{s}$

Oder$6.6316048 × 10^{18} W$.

Dies übersteigt die Wärme, die die Sonne der Erde zur Verfügung stellt. Also Tschüss Biosphäre.

Die obigen Antworten, insbesondere die erste von Stephen, die die Gesamtleistung des Objekts darlegen und zeigen, dass dies unter Beibehaltung eines bewohnbaren Planetensystems erreicht werden kann, decken das meiste ab, was Sie fragen, aber Sie müssen den Standort des Objekts mit berücksichtigen in Bezug auf Breitengrad und relative Lage der Kontinente. Atmosphären und Ozeane konvektieren und erzeugen Muster aus sich bewegender Luft - denken Sie an Jetstream-Winde, atlantischen Golfstrom usw. Auf einem idealen Planeten, der sich um seine Pole dreht und von einem zentralen Stern erwärmt wird, mit einer einheitlichen Atmosphäre / einem einheitlichen Ozean, erhalten Sie Jetstreams ( oder Ozeanströme) in Form von Gürteln und Zonen, die sich in entgegengesetzten Richtungen um den Planeten drehen, mit zyklonaler und antizyklonaler Zirkulation an den Grenzen zwischen den Gürteln und Zonen. Ihr Objekt wird eine große Menge an Wärme und Feuchtigkeit in die ozeanische und atmosphärische Zirkulation an seinem Standort einbringen. Wenn sich das auf einem mittleren Breitengrad mit einer ununterbrochenen Strömung um den Planeten befindet (denken Sie an den südlichen Ozean, aber etwas weiter oben), dann würden Sie wahrscheinlich einen ewigen Sturm in der Größenordnung eines Orkans um seinen Standort herum sehen, aber auch einen viel stärkerenWasserwirbel , der aus der Wasserzirkulation um das Objekt entsteht: Das ist etwas, wofür wir auf der Erde kein Äquivalent haben, aber mit der Rate der Wasseraufnahme durch Verdunstung beim Kontakt mit dem Objekt wäre es eine Art umgekehrter Abfluss mit Wasser eher in die Atmosphäre als in den Abfluss aufgenommen. Offensichtlich würde es auch in der Nähe intensiven Regen geben, in der Größenordnung der atmosphärischen Stürme. Auf der anderen Seite, wenn es in der Mitte des arktischen Ozeans der Erde mit umgebenden Kontinentalmassen platziert würde, würde es nur einen sehr geringen Rotationseffekt geben, aber das Objekt würde immer noch eine großflächige Ableitung von Wasserdampf über die umliegenden paar hundert Meilen verursachen – in diesem Fall könnten Sie erzeugen möglicherweise einen Ring aus Eisbergen um den Pol herum.

Die andere zu berücksichtigende Sache ist die Masse dieses Objekts. Auch wenn es bei 1250 K nicht bis zum Mantel schmilzt, wirkt, wenn es sich um eine Kugel handelt, seine gesamte Masse auf eine kleine Kontaktfläche am Boden des Objekts: bei einem Durchmesser von 8 bis 10 km, wie in anderen Antworten besprochen, wenn dies der Fall ist Wenn ein Objekt aus etwas wie Stein oder Metall bestehen würde, wäre der Druck enorm und es würde sowieso teilweise in die Planetenkruste einsinken, als würde man ein großes Kugellager auf weichen Schlamm legen. Bei dieser Masse hätte es definitiv einen messbaren Einfluss auf die Richtung des Gravitationsfeldes in der Nähe (google Schiehallion Gravitationsexperiment für eine Vorstellung davon, was ich meine).

Andererseits ist es magisch, also ist sein Gewicht vielleicht vernachlässigbar?

Hm ... Es klingt für mich so, als würden Sie einfach weiter Energie in Ihren Planeten stecken, wodurch sich das gesamte System allmählich auf unbestimmte Zeit aufheizt, selbst wenn es sich um einen kleinen (< 10 km) Ball mit 600-2500 ° C handelt. Ich habe nicht so viel Wissen über die Details wie einige der anderen, aber wie wäre es damit:

Versuchen Sie, es so kühl wie möglich zu halten (600-800 °C sind tiefrot, während ~2500 °C weiß glühen), damit es keine globalen Auswirkungen hat. Lassen Sie den Ball irgendwie auf der gleichen Höhe schweben, damit er nicht herunterfällt und durch den Erdmantel schmilzt. Erstellen Sie auch eine andere Kugel, die Wärme absorbiert und an den Feuerball auf der anderen Seite der Erde sendet, damit Sie sich nicht mit der Erwärmung des gesamten Planeten für Jahrtausende auseinandersetzen müssen und das Gesetz der Energieeinsparung einhalten. Auf diese Weise erhalten Sie einen schönen Pol extremer Hitze und einen Pol extremer Kälte, was auch ein schöner Punkt für die Handlung sein sollte.

Nun, es wird laut.

Niemand hat bisher erwähnt, wie laut dieses Ding sein wird. In der Sekunde, in der Sie anfangen, Wasser in einem kontinuierlichen Strom zu kochen, der tiefer als etwa eine Atmosphäre (10,2 m) ist, müssen Sie sich bewusst sein, dass Sie ein Szenario mit verstopftem Fluss erzeugen. Das bedeutet, dass Wasser mit Überschallgeschwindigkeit an die Oberfläche gelangt. Jeder Überschallknall hat eine Lautstärke von 191 dB, und angesichts der Größe Ihres Feuerballs im Vergleich zu den dickeren Teilen der Atmosphäre wird dieser Schall eher als Linienquelle als als Punktquelle zerstreut. Linienquellen nehmen eher mit dem Quadrat der Entfernung als mit der Kubikzahl ab. Um die Schmerzgrenze von 130 dB zu erreichen, müssen Sie 335 km vom Zentrum des Balls entfernt sein, die Dauergehörschadensgrenze von 85 dB erfordert eine Entfernung von etwa 4500 km.