Планета с вечными днём и ночью

[andrey.fedorov]

Что произойдет с климатом планеты (и с жизнью), если суточное вращение Земли станет равным ее годовому периоду (перед началом процедуры торможения планеты давайте забудем о инерции)?

Понятно, что на одной стороне планеты будет вечный день, на другой - вечная тьма, а на узкой полосе на границе света и тьмы может быть удастся найти подходящие для жизни условия. Вопрос такой - как быстро будет расти температура на солнечной стороне, и как быстро будет падать - на ночной. Ну и каких температур собственно удасться достичь? Что произойдет с атмосферой? Не замерзнет ли например воздух на темной стороне и т.д.

И возможны ли такие обитаемые планеты в принципе?

[Aleksey.S]

Я думаю, что на теневой стороне можно ожидать температур, которые  зарегистрированы в ночное время в Антарктиде, на той же станции Восток. Может чуть ниже, но за - 100 навряд ли перевалит.  С дневной сторной сложнее,  в приэкваториальной области будут максимальные температуры, которые к полюсам будут снижаться. Не забывайте также атмосферную циркуляцию, которая будет температуры значительно выравнивать. Ведь контраст температур на той же луне связан с отсутствием атмосферной циркуляции.  Непонятно, что будет с гидросферой. По идее, на дневной стороне вода быстро испариться, теневую сторону ждет грандиозное оледенение, похоже там будут сосредоточена вся вода. Наличие воды в жидком виде возможно будет на дневной стороне в приполярных областях. Распределение жидкой воды  будет регулировать распределение жизни . Если ее не будет, то и жизнь, наверное, исчезнет.

[Ernest]

Дествительно интересно.
Думаю, если Землю притормозить до описанного состояния, то
(1) пропадет магнитное поле и соответсвенно защита от солнечного ветра
(2) установится очень необычная циркуляция атмосферы (по низу от полюса тьмы к полюсу тепла, по верху от полюса света в сторону полюса тьмы) причем судя по всему ветерок будет далек от бриза - типа ледяного урагана в приземном слое (с теневой стороны на светлую)
(3) благодаря такой циркуляции атмосферы полюс света едва-ли будет теплее, чем 120-150С, а полюс тьмы ниже -120-150С (то есть СО2 будет потихоньку вымораживаться из атмосферы скапливаясь на полюсе тьмы)
(4) по мере остывания на своем пути к полюсу тьмы высотные воздушные массы будут проливаться интенсивным дождем и снегом в районах прилегающих к терминатору, и постепенно полюс света освободится от воды, превратится в пустыню, а полюс тьмы в ледяную пустыню (мощный панцирь над массой воды под ним)
(5) по тепературе и доступности воды жизнь была возможна в 20-30 градусах от терминатора в сторону полюса света, но шквальные холодные ветры и постоянные дожди

[zverolovlev]

Как насчет парникового эффекта связанного с повышенным испарением воды на днвной стороне?
Еще многое зависит от того какой стороной Земля будет повернута к Солнцу. Если Тихий Океан окажется на ночной стороне, очень сомневаюсь что он промерзнет до дна )))

[ALZ]

для близких к звезде планет, типа той, что открыта недавно, такой вопрос вполне актуален

ну а пример синхронного вращениния у нас непрерывно перед глазами -- это Луна...

[Aleksey.S]

Еще интересный вопрос- если одно из полушарий покроется мощным ледяным покровом ( гораздо мощнее чем плейстоценовое оледенение Земли), то это вызовет перераспределение масс на поверхности планеты. Одно из полушарий станет более "тяжелым". Как это повлияет на вращение планеты? Может ли это нарушить синхронность ее вращения?

[Emil]

(2) установится очень необычная циркуляция атмосферы (по низу от полюса тьмы к полюсу тепла, по верху от полюса света в сторону полюса тьмы) причем судя по всему ветерок будет далек от бриза - типа ледяного урагана в приземном слое (с теневой стороны на светлую)

Такая циркуляция действительно необычная, да ещё к тому же неустойчивая. Куда естественнее предположить, что циркуляция будет меридиональной, с несколькими полосами циклонов по широте.
Так же, циркуляция от полюса к полюсу привела бы к появлению вблизи полюсов особых точек, где воздух со всей планеты собирается в один восходящий (снисходящий поток). В этих точках неизбежно образовывались бы «мёртвые зоны» с крайне низкой теплоотдачей от поверхности к воздуху.
Ещё одна проблема – теплообмен на полюсе тьмы. Здесь воздух из верхнего, тёплого эшелона не стал бы спускаться вниз, поскольку постилающий его слой воздуха более плотный. Поэтому, вся циркуляция ограничивалась бы светлым полушарием и терминатором, в тёмном же гуляли бы случайные вихри, переносящие тепло от терминатора к полюсам.

[Emil]

Еще интересный вопрос- если одно из полушарий покроется мощным ледяным покровом ( гораздо мощнее чем плейстоценовое оледенение Земли), то это вызовет перераспределение масс на поверхности планеты. Одно из полушарий станет более "тяжелым". Как это повлияет на вращение планеты? Может ли это нарушить синхронность ее вращения?

Скорее наоборот -- отклонение от сферичности будет способствовать синхронизации. Приливные силы будут создавать момент, препятствуюций вращению.

[Aleksey.S]

По поводу циркуляции атмосферы.  Можно привести пример современной Антарктиды. Громадные массивы льда и ледяного воздуха создают громадную квазистационарную область высокого давления над материком.  По периферии ледяного покрова дуют стоковые ветры, на скорость которых влияет постепенное понижение поверхности льда к периферии. В этих условиях воздушные массы, стекающие с ледяного щита приобретают максимальные скорости ( Земля Адели). Если учесть, что на теневой стороне Земли сформируется громадный ледниковй щит, мощностью несколько километров (если современная мощность ледниковых щитов Антарктики 2-3 км, то можно ожидать еще больших мощностей у ледника темной стороны Земли.) Можно предположить формирование там грандиозной области повышенного давления. Воздух, стекающий к периферии будет разгоняться до чудовищных скоростей, которые достигнут максимума как раз в районе терминатора.

Наверняка существуют подобные модели у метеорологов. Они любители создаваь всевозможные варианты атмосферной циркуляции в разных условиях.  Это вопрос скорее к ним, чем к астрономам.

[Ernest]

Куда естественнее предположить, что циркуляция будет меридиональной, с несколькими полосами циклонов по широте.

Не могу себе такого вообразить. Только один из меридианов проходит через полюса света и тьмы, а другие ни как не вписываются в симметрию свет-тень. Меридиан - дуга проходящая через полюса вращения планеты (хоть и очень медленного, чтобы повлиять на распределение воздушных масс).

Так же, циркуляция от полюса к полюсу привела бы к появлению вблизи полюсов особых точек, где воздух со всей планеты собирается в один восходящий (снисходящий поток). В этих точках неизбежно образовывались бы «мёртвые зоны» с крайне низкой теплоотдачей от поверхности к воздуху.

Тем больше был бы их размер и меньше краевые нестабильные эффекты.
 

Ещё одна проблема – теплообмен на полюсе тьмы. Здесь воздух из верхнего, тёплого эшелона не стал бы спускаться вниз

А куда он денется? Гора даже и относительно легкого воздуха просто выдавит подлежащие холодные слои ближе к терминатору и далее в сторону полюса света. Но Вы правы - циркуляция на темной полосе должны быть сложнее (источником тепла будут не только потоки воздуха со светлой стороны, но и сама Земля) и, очевидно, менее интенсивной.

[Emil]

Куда естественнее предположить, что циркуляция будет меридиональной, с несколькими полосами циклонов по широте.

Не могу себе такого вообразить. Только один из меридианов проходит через полюса света и тьмы, а другие ни как не вписываются в симметрию свет-тень. Меридиан - дуга проходящая через полюса вращения планеты (хоть и очень медленного, чтобы повлиять на распределение воздушных масс).

Пардон, я перепутал меридианы с параллелями. Широтная циркуляция.

Так же, циркуляция от полюса к полюсу привела бы к появлению вблизи полюсов особых точек, где воздух со всей планеты собирается в один восходящий (снисходящий поток). В этих точках неизбежно образовывались бы «мёртвые зоны» с крайне низкой теплоотдачей от поверхности к воздуху.

Тем больше был бы их размер и меньше краевые нестабильные эффекты.

Большие пятна жили бы своей собственной жизнью, ведь толщина земной атмосферы всего несколько километров.

Ещё одна проблема – теплообмен на полюсе тьмы. Здесь воздух из верхнего, тёплого эшелона не стал бы спускаться вниз

А куда он денется? Гора даже и относительно легкого воздуха просто выдавит подлежащие холодные слои ближе к терминатору и далее в сторону полюса света. Но Вы правы - циркуляция на темной полосе должны быть сложнее (источником тепла будут не только потоки воздуха со светлой стороны, но и сама Земля) и, очевидно, менее интенсивной.

Гора выдавливала бы нижележащие слои сразу, как только бы они встретились -- на терминаторе, двигаясь по пути наименьшего сопротивления. Зачем им идти к полюсу, когда можно сразу повернуть обратно?

[Ernest]

Пардон, я перепутал меридианы с параллелями. Широтная циркуляция.

Только экватор проходил бы через полуса света и тьмы, остальные параллели так-же вне симметрии этих двух полюсов.

Большие пятна жили бы своей собственной жизнью, ведь толщина земной атмосферы всего несколько километров.

Пожалуй. Пара огромных, порядка 20 градусов, относительно стабильных "глаз".

Гора выдавливала бы нижележащие слои сразу, как только бы они встретились -- на терминаторе

На терминаторе горы нет - там все очень быстро, гладко и почти ламинарно. Складка и образование теплой горы воздуха начинается после прохождения терминатора - род гигантского постоянно действующего теплого фронта.

[andrey.fedorov]

Я тут еще подумал - а что будет с содержанием кислорода в атмосфере? Ведь погибнут почти все растения. Хотя с другой стороны - погибнут почти все люди

[Aleksey.S]

 По поводу жизни.  Жизнь может сохраниться подо льдом, как это ни пародоксально. Температура в придонных частях ледников может быть выше точки замерзания ( что наблюдается в придонных частях  современных ледниковых покровов). Это связано с изменением физических свойств,  в частности температуры плавления) льда при большом давлении. Внутренняя энергия земли также  способна подплавлять придонные слои льда. А если по ледником будет   тектонически активная область ( зона разломов, вулкан и т.д. где поток тепла из недр выше) то в таких зонах можно предположить наличие крупного  подледного водоема). Для существования местной фауны притока химических веществ из недр будет вполне достаточно для процветания ( на земле есть такие примеры - специфическая фауна вокруг "черных курильщиков" в рифтовых зонах океанов. Да и океан, как уже  говорилось выше, может не до дна промерзнуть. А  глубочайшие океанические желоба как раз характеризуются достаточно высоким  потоком  глубинного тепла. Так что вариантов много.

[zverolovlev]

Начет того что на ночной стороне будет не такая интенсивная воздушная циркуляция - сомневаюсь. На промерзшем Нептуне чуть ли не самые сильные ветры в Солнечной системе - при низких температурах меньше турбулентностей и потоки воздуха могут разгоняться до бешенной скорости 

[Ernest]

Так это в условиях большой скорости вращения планеты и огромной мощности атмосферы.
Синхронизованная Земля не предоставляет ни одного из этих стимулов.

[shandrik]

Не завидую ЛА обоих полушарий

[Пенелопа]

Как хорошо, что это будет еще очень не скоро

[andrey.fedorov]

Как хорошо, что это будет еще очень не скоро

Как сказать. Вдруг скоро изобретут гиперпространственный двигатель, и мы обнаружим такую планету. Хотелось бы подготовиться заранее

[zverolovlev]

Кстати такой мир описан у Брайна Олдисса "Долгие сумерки Земли"

[Пенелопа]

Как хорошо, что это будет еще очень не скоро

Как сказать. Вдруг скоро изобретут гиперпространственный двигатель, и мы обнаружим такую планету. Хотелось бы подготовиться заранее

Это разные проблемы - наличие планеты у которой такие день и ночь, так на ней вряд ли появится жизнь. Или что произойдет с планетой, где такое случится - и где уже есть жизнь 

[zverolovlev]

это произойдет очень постепенно - все привыкнут )))

[КотКот2]

Как хорошо, что это будет еще очень не скоро

Как сказать. Вдруг скоро изобретут гиперпространственный двигатель, и мы обнаружим такую планету. Хотелось бы подготовиться заранее

А чего её искать --- Меркурий

[EvilShurik]

Меркурий вращается несинхронно - там есть смена времени суток, вдобавок в некоторых местностях солнце восходит и садиться дважды за сутки. Это происходит потому, что Меркурий вращается по эллиптической орбите и его вращение находиться в резонансе с Венерой - при максимальном сближении Меркурий повёрнут к ней одной и той же стороной.
У близких к своим звёздам планетах также может быть резонансное, а не синхронное вращение - зависит от эллиптичности орбиты и наличия других массивных планет.

[ZamaZzZka]

Дествительно интересно.
Думаю, если Землю притормозить до описанного состояния, то
(1) пропадет магнитное поле и соответсвенно защита от солнечного ветра

Может тогда и атмосферу сдует и будет тоже самое, что и на Марсе?)