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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[what if]第103期:水不见了  

2014-08-06 20:46:27|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:一起剥坚果

提问:

如果地球上所有的水体一瞬间都消失了会怎么样?

—— Joanna Xu

回答:

嗯,这类问题总会有一个共同的结果,那就是所有人都要死。

第一个意识到大事不妙的应该是那些游泳或者驾船的人,原因显而易见。

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为了避免出现半空杯子的情况,我们不妨假设这些水都立刻被空气所取代。

大多数人游泳的地方水都很浅,所以他们即使摔倒水底也不会摔死,最多就是断几根骨头而已。[1]但那些在海洋里游泳的人就有麻烦了。

在浅水里游泳的人会最先摔到底部,因为他们下面就没多少距离给他们摔。几秒钟后,湖里河里港口里的船绝大部分都将摔到底部,但船上的人大多数都活得下来。

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(我正尝试在陆地上开帆船呢,因为我没吸取《西风之神》中小男孩的教训)

在大海中的船只要更长时间才能摔到底部。在接下来的5秒内,一大拨船只将相继摔到底部,离岸越远的摔得越晚。这些船会摔得粉粉碎,所有船上的人都会死。

在最初的六七秒后,船只损毁速率会经历一个短暂的低谷。因为大陆架的高度下降地比较剧烈,所以深海里的船只要花更长一点时间才能落到底。
泰坦尼克号沉没于大约2英里的水下。它从水面消失到沉到底部之间隔了5到15分钟。[2]如果没有海水的话,它不到30秒就会摔到海床上,撞击速度将接近客机的巡航速度。[3]

在所有水消失1分钟后,几乎所有的大船都已经摔到底了。最后摔下来的船大概是那些正跨越海沟的小型帆船或者救生筏,由于它们重量轻,受到的空气阻力也大,因而它们中的一些要几分钟才能落到底部。

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(也没有人说狗不能打篮球啊)

如果一架水上飞机在水消失前恰好正漂浮在深海上,那么飞机里的人很有可能会活下来,不过这需要一些运气以及飞行员的快速反应。水上飞机最初会下落一段距离,但随着下落速度的提高,飞机最终会进入滑翔状态。飞行员在一开始可能大脑空白一小会儿,但清醒过来之后他有足够多的时间才重启引擎。而由于大密度空气的存在,这家水上飞机是有可能成功降落在某一段光滑海床上的。如果飞行员成功重启引擎的话,他还可以往岸边飞,找一个机场着陆。
而鱼类、鲸鱼、海豚这些海洋生物几乎很快就死光了。那些离海底近的会窒息或者脱水死亡,而那些位于深海表面的则下场和船只一样了。

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(真的假的?第三次了吧……)

接下来才是好戏登场。

没有了江河湖海的水蒸发来补充水循环,雨将不复存在。没有了水源,人类和绝大多数动物都会在几天内脱水死亡。几周后,植物会在愈加干燥的空气中凋零。几个月后,森林里的树木会开始发生大规模死亡。[4]

大量干燥死亡的植被将会不可避免地导致火灾,而在接下来几年之内,世界上几乎所有的森林都将被烧毁。由于森林储存了巨量的二氧化碳,因而森林的焚毁将会把这部分二氧化碳重新释放出来,从而导致大气中温室气体含量几乎翻倍,全球变暖的变化也会随之加快。

总的来说,Joanna设想的情况会导致几乎所有的生命很快都死光。但更糟的事情还没有发生呢。

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(为什么大家不能问一些“如果我看了一部好电影会怎么样?”或者“如果我收养了一只狗狗会怎么样?”这种问题呢?)

没有了水循环侵蚀石头,承担稳定长期气候[6]的天然调温器碳—硅循环也将消失。没有了它的反馈效应,火山爆发带来的二氧化碳将在大气中聚积起来,长此以往地球上的温度将像金星那样炽热。[7]

反正海洋终究会消失,随着太阳变得越来越热,最终所有的水都会被蒸发干,地球会变得滴水不剩,温度也越来越高。不过谁在乎呢,那都是发生在几十亿年之后的事情了,在人类灭绝之后海洋还将存在很长一段时间呢。

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(我居然还没水活的时间长!)

除非Joanna不仅把所有水体变没了,还把其他东西一并毁了。

  • 注1:至于那些在采石场或冰川湖游泳的人可能只要离地几英尺就摔死了。
  • 注2:当泰坦尼克号的船首撞到海床时,它的下沉速度和它三个小时前撞上冰山的速度差不多,这应该不是一个巧合。
  • 注3:虽然没有人曾试过把一艘游轮从很高的高度摔下来[来源请求],但它的末端速度不会超过音速。由于洋盆底部的空气会被压缩,因而水面处的末端速度会比海床处的末端速度要高一些,同时这也意味着你需要更多的空气来填补原来水占据的空间,而不能只补充海洋体积这么多的空气,因为空气的密度越往下就越大。所以吧,高级的魔术背后往往都有技术作支撑。
  • 注4:一些耐寒的树还能再活几年,而有的树不会
  • 注5:虽然也出现过几次雪球地球时期。
  • 注6:火山爆发会使二氧化碳进入大气层中(虽然当下人类造成的二氧化碳增加速率是火山爆发的将近10倍),当水流过某些石头后,石头表面发生的化学反应会吸收空气中额二氧化碳,使之进入埋在洋底的沉积物中。二氧化碳浓度下降会导致全球温度的下降,这又会减少蒸发,接着二氧化碳吸收速率也会下降。虽然太阳在变得越来越热,但这种长期(比人类对气候的影响时间长多了)的负反馈循环很有可能是地球温度在过去的几十亿年[5]里保持稳定的因素之一。
  • 注7:有趣的是,由于金星表面颜色较浅(因而反射率更高),尽管它离太阳非常近,但它吸收的太阳功率只有地球的一半不到。它表面厚厚的二氧化碳是导致其温度如此之高的原因。
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