|
Klimaet på Venus og Jorden |  |  |
| 07-10-2011 22:40 |  |
Boe Carslund-Sørensen
(2169)
|
Forskere opdager ozonlag omkring Venus
http://politiken.dk/videnskab/ECE1416337/forskere-opdager-ozonlag-omkring-venus/
Det er ifølge rumfartsorganisationen tilsyneladende skabt som følge af sollys, der har nedbrudt kuldioxidmolekyler. Det frigiver oxygenmolekyler, der finder sammen på Venus' bagside og danner ozon.
|
| 13-10-2011 23:23 | |
Boe Carslund-Sørensen
(2169)
|
Venus holds warning for Earth
http://www.esa.int/esaMI/Venus_Express/SEM8Z7OWXGG_0.html
Energipolitik med omtanke er vigtig for at bevare det danske velfærdssamfund.
|
| 17-10-2011 11:46 | |
Boe Carslund-Sørensen
(2169)
|
http://www.cicero.uio.no/fulltext/index.aspx?id=9091
Skyer, klima og kosmisk stråling
Energipolitik med omtanke er vigtig for at bevare det danske velfærdssamfund.
Redigeret d. 17-10-2011 11:46 |
| 18-10-2011 20:09 | |
mernild
(106)
|
Intressant link fra JP: http://jp.dk/nyviden/article2580722.ece
S/
|
| 22-11-2011 21:17 | |
Boe Carslund-Sørensen
(2169)
|
Overraskende opdagelse om væsker
http://jp.dk/nyviden/article2615110.ece?page=1
Måske denne "opdagelse om temperatur og volume kan forklare noget af forskellen på klimaet på Venus vs Jorden
| |
|
| 28-03-2012 12:18 | |
John Niclasen
(128)
|
En af de nyere teorier går på - hold fast - at overfladen på Venus i en cyclisk rytme udskiftes næsten helt ca hver 500 mio år. Der opbygges mere og mere varme under overfladen, bl.a grundet radioaktivitet, og når overfladen så er varm nok, så smelter store dele (80%) hvorved ufattelige mængder varme lukkes ud og overfladen kan størkne igen.
Det passer meget godt med den forklaring, jeg fik, da jeg læste astrofysik på Københavnsk Universitet under Uffe Gråe Jørgensen, Anja Andersen, m.fl. Jeg mener, det er hvert 700 mio år, estimatet er for, hvor tit Venus vender vrangen ud. Og det er så måske 500 mio år siden sidst.
Jeg har tænkt en del over, hvorfor der er denne forskel på Venus og Jorden, der jo har pladetektonik og derved løbende slipper af med overskydende varme fra planetens indre. Da jeg faldt over nogle resultater fra professor Minik Rosing, fandt jeg en mulig forklaring. De gamle forklaringer var, at kontinenterne var der, og livet gik på et tidspunkt på land og spredte sig over hele Jorden. Minik påpeger, at livet er årsagen til, at vi har kontinenter, da klipperne i kontinenter består af oxideret materiale, som er lettere end basalt. Ilten kom fra alger og lign., der producerer det i fotosyntesen. Fordi vi har al det lette oxideret klippe, kan det flyde rundt på den varme undergrund som kontinenter, og derved har vi pladetektonik.
Venus har ikke noget liv, og derfor er der meget lidt let oxideret klippe på Venus. Overfladen er altså tung basalt lign. materiale, der ikke flytter sig så let. Resultatet er, at Venus opbygger en enorm varme i sit indre (fra henfald af radioaktivt materiale og måske krystallisering af kernen), og al den varme skal ud på et tidspunkt. Det sker så på en gang over nogle mio år, hvorefter den falder lidt til ro igen.
Redigeret d. 28-03-2012 12:25 |
| 28-03-2012 12:53 | |
kristofferszilas
(172)
|
Man behøver strengt taget ikke oxiderende forhold, men bare vand som kan reagere med nydannet lava. Dette skal derefter presses tilbage i kappen, hvor det frigiver sit vand (og dengang nok også smelter) og sænker smeltetemperaturen og derved danner differentierede smelter (i sidste ende granit).
Det er princippet bag en subduktionszone og dermed plade tektonik.
|
| 28-03-2012 13:01 | |
kristofferszilas
(172)
|
Det skal nok også lige nævnes at det bare er et "essay", som Minik har skrevet.
Der er altså ingen hårde facts bag ideen, men jeg skal selvfølgelig passe på hvad jeg siger, fordi han trods alt er min PhD-vejleder og kan dumpe mig til forsvaret 
|
| 28-03-2012 13:10 | |
John Niclasen
(128)
|
kristofferszilas skrev:
Man behøver strengt taget ikke oxiderende forhold, men bare vand som kan reagere med nydannet lava.
Da vandet kom til Jorden med kometerne (som er en fremtrædende teori i det mindste blandt astrofysikere), må Venus også have fået en masse vand. Hvis kontinenterne er dannet på Jorden, som du beskriver, burde det så ikke også være sket på Venus?
|
| 28-03-2012 13:27 | |
kristofferszilas
(172)
|
Ja, alle de indre planeter fik vand på samme måde omkring "late heavy bombardment" eventen ved 3.9 Ga og sikkert også længe før det, hvilket bekræftes af tegn på hydrotermale omdannelser i zirkon-mineraler med en alder på 4.4 Ga her fra jorden.
Forskellen på jorden og de øvrige planeter er dog at vandet her ikke forsvandt ved at hydrogen undslap til rummet. Dette skyldes til dels atmosfærens sammensætning (og her kommer fotosyntese ind i billedet), men det primære er nok jordens masse og dermed evne til at holde på sin atmosfære, afstanden til solen og i sidste ende overfladetemperaturen.
Det er et interessant problem som kaldes "the faint young sun paradox".
Denne artikel beskriver jordens oceaner ved 3.8 Ga:
http://www.klimadebat.dk/forum/viewthread.php?forum_id=12&thread_id=1943&getfile=29232
I øvrigt er Svensmarks hypotese en mulig løsning til paradoxet, fordi solen havde et meget kraftigt magnetfelt i sine unge dage og derfor var der ingen kosmisk stråling, som nåede jorden og derved et minimum af skyer og følgelig lav albedo.
|
| 28-03-2012 14:13 | |
kristofferszilas
(172)
|
Eftersom Jorden og Venus er dannet ud fra det samme (chondritiske) materiale, har mere eller mindre samme afstand fra solen og næsten samme masse er det faktisk lidt underligt at Venus ikke har bevaret sit vand.
Mit gæt er at Venus har mistet sit vand, fordi planeten har et svagt magnetfelt sammenlignet med Jorden.
Solvinden ville derfor give øget hydrolyse og samtidigt "blæse" hydrogen væk.
Som udgangspunkt havde alle de indre planeter sammen mængde vand ved 3.9 Ga, men afhængig af hvor hurtigt hydrogen undslap fra atmosfæren forsvandt vandet gradvist.
På Jorden stoppede denne hydrogen-undvigelse reelt set da atmosfæren blev oxideret ved 2.4 Ga.
Lidt mere her:
http://www.esa.int/esaMI/Venus_Express/SEM8MYSTGOF_0.html
|
| 28-03-2012 14:16 | |
kristofferszilas
(172)
|
Det er faktisk muligt at visse af de andre planeter også havde pladetektonik før de mistede deres oceaner.
Det er også muligt at de nåede at udvikle liv, men det ville nok uddø sammen med oceanerne, så man ville gætte på at de aldrig nåede ud over det planktoniske stadie.
|
| 28-03-2012 17:07 | |
kristofferszilas
(172)
|
"The escape of particles from planetary atmospheres,
especially hydrogen, is an important key towards
understanding the atmospheric composition and evolution
over the lifetime of the solar system. For an unmagnetized
planet such as Venus or Mars when the neutral exosphere
extends into the flowing solar wind plasma, loss of pick-up
ions upstream of the bow shock can play a significant role
in the escape process".
Delva et al., 2008. First upstream proton cyclotron wave observations at Venus. Geophysical Research Letters, 35, L03105:
Tilknyttet fil:
delva2008.pdf |
| 28-03-2012 18:09 | |
John Niclasen
(128)
|
Tak! Giver god mening.
Lille magnetfelt -> brint ioner damper af -> intet vand -> 1) ingen lette klippearter dannet ved reaktion mellem vand-og-nydannet-lava-process & 2) intet liv -> intet ilt i atmosfæren -> ingen lette klippearter dannet ved oxidation.
|
| 29-03-2012 18:31 | |
kristofferszilas
(172)
|
Passer vel bedre i denne tråd..
Alt hvad der er værd at vide om Venus kan findes her:
http://eps.mcgill.ca/~courses/c570/Readings/19%20Venus.pdf
|
| 30-03-2012 00:50 | |
John Niclasen
(128)
|
Fortsat fra Konsensus
Jeg beregnede temperaturen for et objekt i termodynamisk ligevægt i Venus' aftand til Solen og postulerede, at det var tilnærmelsesvis denne temperatur, man skulle finde i den dybde i Venus' atmosfære, hvor den bliver ugennemsigtig. Og det viste sig, at den målte temperatur i denne dybde kun er 3 grader koldere end beregnet.
Envidere antog jeg, at ligningen for en ideal gas bør gælde videre ned i Venus' atmosfære til man når planetoverfladen. Hvis dette holder stik, kan vi nu sige noget om, hvorfor der er den høje temperatur på planetoverfladen, som der er.
Ligningen er: pV = nRT
, hvor p er tryk i Pascal, V er volumen, n er antal mol af molekyler i gassen, R er gaskonstanten og T er temperaturen i Kelvin. Jeg foretrækker den version af denne ligning, man finder i statistisk fysik, fordi den er mere simpel (mit motto: Keep it simple!).
pV = NT
, hvor p er tryk i Pascal, V er volumen, N er antal molekyler og T er temperatur målt som energi i Joule. Temperatur er i virkeligheden et mål for den statistiske middelværdi af molekylernes energi.
Hvis vi ser på et fast volumen (1 m^3), når vi bevæger os ned gennem atmosfæren, så kan vi beregne temperaturen som:
T = p / N
Temperaturen er altså bestemt af trykket pr. molekyle. (Giver det mening!?) Man kan også skrive den første ligning med volumenangivelse som:
p = (N / V) T
, hvor (N / V) så er antal molekyler pr. volumenenhed, altså en tæthed, som vi kan betegne med rho:
p = rho T
<=> T = p / rho
Temperatur kan altså også ses som tryk pr. molekyletæthed. Og fordi trykket vokser forholdsvis mere end molekyletætheden, når vi bevæger os ned i atmosfæren, så får vi den høje temperatur.
(Jeg er ikke helt sikker på ovenstående betragtninger, men måske det giver mening.)
|
| 30-03-2012 01:01 | |
John Niclasen
(128)
|
Nu gør vi så bare det samme for Jorden. Benyttes værdien 0,3 for Jordens albedo, fås temperaturen 255K eller -18 C. Og hvor skal vi så sige, at denne temperatur findes på Jorden? ... Hmm, det er ikke let!
Læs flg.: Earth's baseline black-body model – "a damn hard problem"
Enten er Venus et meget simplere problem end Jorden, eller også var jeg bare utrolig heldig, da jeg antog, man ville finde temperaturen for equilibrium det angivne sted i Venus' atmosfære.
|
| 30-03-2012 09:05 | |
John Niclasen
(128)
|
Venus er et meget mere simpelt problem end Jorden!
Hvis man vil benytte metoden med at beregne en gennemsnitstemperatur (for et 'sort legeme' i termisk ligevægt) for Jorden og tildele denne temperatur til et 'plan' henover Jordens udstrækning, så må dette 'plan' f.eks. tage højde for skyer. Det er altså oversiden af skyerne (hvor de bliver ugennemsigtige), i den grad der nu er skyer på Jorden, der skal definere 'planet'. I havene skal vi nok gå nogle meter ned til det sted, hvor vi bestemmer os for, at havet ikke længere er gennemsigtigt, så vi kan opfatte det som en overflade af et sortlegeme.
En nærmest umulig opgave. Først når vi har denne 'flade' veldefineret kan vi begynde at tænke på at beregne temperaturer væk fra den, både opad for jordoverfladen og nedad for skyerne i det omfang de ikke er gennemsigtige. I dag tildeler man blot temperaturen af et sortlegeme i termisk ligevægt til jordoverfladen. Det kan man altså ikke. Eller hvis man gør det, skal man ikke forvente at få noget brugbart og videnskabeligt ud af det.
Er der nogen, der har kigget på spektra af Jorden set ude fra rummet? Kan man se en aftegning af sortlegeme stråling for hhv. dagsiden og nattesiden af Jorden? Vi har Wiens lov, der beskriver sammenhængen mellem temperatur og bølgelængden med max intensitet af en sortlegeme ved denne temperatur:
lambda_max = 0,0029 / T
eller
T = 0,0029 / lambda_max
Redigeret d. 30-03-2012 09:11 |
| 30-03-2012 11:17 | |
kristofferszilas
(172)
|
Værd at læse:
Nahle, 2010. Determination of the Effective Total Emissivity of the Carbon Dioxide in the Venusian Atmosphere, and the Mean Free Path Length and Crossing Lapse (Delay) Time of Photons into the Troposphere of Venus.
Konklusion:
"This analysis demonstrates that the "greenhouse" effect on Venus is a myth."
Tilknyttet fil:
nahle2010.pdf |
| 02-04-2012 22:20 | |
John Niclasen
(128)
|
Jeg har fået ny indsigt, siden jeg skrev ovenfor, at overfladetemperaturen på Venus kan forklares som tryk pr. molekyletæthed. Man kan give en ren mekanisk forklaring på fænomenet.
For et system i termodynamisk ligevægt, er den totale energi af systemet konstant over tid. Benyttes den klassiske mekanik, kan den totale energi for et system af N partikler defineres som summen af den kinetiske og den potentielle energi. Hver partikel har position r og impuls p:
E(r, p) = SUM_N (p_n^2 / 2m_n) + V(r_1, ..., r_N)
, hvor p_n er impuls og m_n er masse af den n'te partikel. V angiver den potentielle energi som en funktion af partiklernes positioner.
Partikler (eller molekyler i eksemplet med Venus' atmosfære) højt i atmosfæren har mere potentiel energi end dem lavere i atmosfæren. Den potentielle energi beregnes som:
E_pot = m * g * h
, hvor m er massen, g er tyngdeaccelerationen og h er højden. Ved at regne videre på eksemplet, hvor jeg antog, middeltemperaturen var at finde i højden 58km over overfladen af Venus, finder jeg, at et mol molekyler i højden 58km har ca. 22.700 Joule mere potentiel energi end dem ved planetoverfladen. Den energi har dem ved planetoverfladen altså i form af kinetisk energi, hvilket vi måler som temperatur. CO2 har en varmekapacitet på ca. 35 J pr. mol pr. Kelvin ved de forhold, og det giver så en temperaturforskel på
22.700 J mol^-1 / 35 J mol^-1 K^-1 = 649K
Den temperatur skal lægges til temperaturen i 58km højde:
263K + 649K = 912K
, som er den temperatur, man ville forvente, blot ud fra en mekanisk betragtning. Den målte temperatur er ca. 733K ved Venus' overflade, altså noget mindre. Årsagen er, at Venus ikke helt er i termodynamisk ligevægt, da der f.eks. er en smule konvektion i atmosfæren, mv. Men hvis disse betragtninger holder, så behøver man altså ikke en 'drivhuseffekt' for at forklare de høje temperaturer ved planetoverfladen af Venus.
|
| 03-04-2012 01:30 | |
kulden-varmen
(1170)
|
John Niclasen skrev:
Jeg har fået ny indsigt, siden jeg skrev ovenfor, at overfladetemperaturen på Venus kan forklares som tryk pr. molekyletæthed. Man kan give en ren mekanisk forklaring på fænomenet.
Jeg har en anden model, som gælder både Venus, Jorden og Mars.
På Venus bestemmes overfladens temperatur af svovlforbindelser. Temperaturen er ret stabil hele året fordi der falder en dug af svovlforbindelser hvis temperaturen falder.
På Jorden så fordamper der mere havvand, jo varmer det bliver og vandet bliver til skyer, og derfor er det svært at hæve temperaturen eller sænke temperaturen ved ækvator.
På Mars er det CO2 som styre temperaturen.
Er dette ikke den simpleste model?
|
| 03-04-2012 01:52 | |
John Niclasen
(128)
|
kulden-varmen skrev:
Er dette ikke den simpleste model?
Mine udregninger giver et muligt svar på, hvorfor der er den høje temperatur dybt i den tykke atmosfære på Venus. Som jeg læser dig, går det mere på, hvorfor temperaturen er stabil.
Der er givetvis sådanne regulerende faktorer, og sikkert blandt mange, der holder temperaturen nogenlunde konstant. Jeg har ikke den dybe indsigt i de atmosfæriske fænomener, når det begynder at handle om fluid mechanics og lign., men jeg har en fornemmelse for de overordnede fysiske love, så som energibevarelse.
På universitetet lærte jeg om den harmoniske oscillator og fandt ud af (blev undervist i), at den findes overalt i naturen. Når man prøver at skubbe et system i en retning, så vil det gøre modstand. De fleste ting opfører sig sådan.
Redigeret d. 03-04-2012 01:52 |
Deltag i debatten som aktiv debattør og del din holdning til emnet Klimaet på Venus og Jorden med forummets mange læsere. |
|
| |  | |
|
Til forsiden
Debatforum
Derfor bliver man
