Mi történik, ha áttöröd a földet? Mi történik, ha alagutat ásunk a Föld közepén? Videó: Mi történik, ha átfúrja a Földet és beugrik a lyukba

Gondolkoztál már azon, hogy mi történne, ha alagutat ásnál a Föld közepén, és hova jutnék? A válasz a „pszichiátriai kórházban” vicces, de nem helyes. Már most ki tudja számolni, hogy pontosan hol fog végezni, nem nehéz... A Föld minden pontjának vannak koordinátái. A labdát hagyományosan a déli és az északi féltekére osztják, amelyekkel a szélességeket mérik, valamint a nyugati és keleti féltekére, amelyekkel a hosszúságokat mérik. Tehát ahhoz, hogy egy ezzel ellentétes pontot találjon a bolygón, meg kell változtatnia a szélesség előjelét, és ki kell vonnia a hosszúságot 180-ból, és meg kell változtatnia a jelet is.

De sietek csalódást okozni mindenkinek...

...a szárazföld nagy része a Föld középpontján keresztül a víz felszínére vetül. A Föld egy nagyon kis része vetül vissza a szárazföldre. A térképen feketével látható.

Vannak érdekes egybeesések. Például Argentína és Chile szinte minden lakosa alagutat ás majd Kínába vagy Mongóliába, Portugália lakosai pedig Új-Zélandba. Oroszországban is van egy kis terület a Bajkál közelében, amelynek alagútja a Falkland-szigetekre vezet

A következő logikus kérdés: és mi lesz, ha a Világóceán vize elkezd ömleni ebbe az alagútba?

Túlcsordul, és mindent eláraszt körülötte? Nem, még ha az egyszerűség kedvéért feltételezzük is, hogy az alagút közepén a hőmérséklet szobahőmérsékletű lesz, a víz elkezd ömleni és gyorsulással esni. Ha az alagút elég széles, akkor a kommunikáló edények elve szerint a vízszintek azonos nyomás mellett azonosak lesznek, esetünkben R1 = R2. Mivel szinte az egész szárazföld a világóceán szintje felett fekszik, a vízzel teli alagút szinte olyan lesz, mint egy fenék nélküli kút. De az alagút nagy valószínűséggel túl keskeny lesz, és a víz még a közepét sem éri el. Hatalmas nyomás fogja kinyomni.

Mi lesz, ha beugrik ebbe az alagútba?

A móka kedvéért tegyük fel, hogy az alagút mindvégig szilárd (az olvadt magon keresztül infúziós cső van átvezetve), és Ön érzéketlen sem a hőmérsékletre, sem a nyomásra. Különben pár tíz kilométeres mélységben minden véget ér :-)

Fel fogsz gyorsulni. Kicsit később a Coriolis-erő a falhoz szorít, és úgy csúszsz végig rajta, mint a dombról. A súrlódás miatt soha nem fogod elérni a bolygó túlsó oldalát. Ennek megakadályozása érdekében az alagutat vagy pólustól pólusig kell fúrni, vagy görbe vonalúan - ívet kap, ami miatt semmiképpen nem fog tudni eljutni a bolygó szigorúan ellentétes pontjához.

Ha az alagút megfelelő görbülettel rendelkezik, akkor normál (eleinte) gyorsulással beleesik, és teljes súlytalanságot tapasztal. Eközben a gyorsulás fokozatosan gyengül, és a Föld középpontjának maximális közelségében repülve körülbelül 7 km/s sebességgel fogsz haladni. Ha az alagút a bolygó tengelye mentén halad, és egyenes, akkor a maximális sebesség pontosan megegyezik annak a pontnak az első kozmikus sebességével, ahonnan elkezdtél esni. Ezen a ponton áthaladva a gyorsulás negatívvá válik, és egyre aktívabban lassítasz (még mindig teljes súlytalanságot tapasztalsz. Végül a sebességed pontosan az alagút kijáratánál tűnik el. Egy másodpercen belül szemlélheted az ausztrál tájat, és gyorsan integethetsz kéz, ami után elkezd visszaesni és így tovább - vég nélkül repülsz ide-oda.
Ha az alagút nem a Föld tengelye mentén fekszik, és ezért ív alakú, akkor a visszarepüléshez egy második alagútra lesz szüksége - egy másik irányú kanyarral. Természetesen ez a második alagút többé nem vezet el az indulási ponthoz, így a végtelen oda-vissza repülésekhez az egész bolygót ki kell ásnia olyan alagutak segítségével, amelyek talán soha nem tudnak visszazárni a kezdetükhöz. Ezt ki kell számolni.

Nos, ha a levegő továbbra is az alagútban marad, akkor maximum 200 km/h-ra tudsz gyorsulni, és persze a tehetetlenséged sem lesz elég ahhoz, hogy elérd a bolygó másik oldalát. Többször hintázni fogsz nagy mélységben, és súlytalanságban megállsz a központ közelében. Finita!

Az American Journal of Physics (AJP) tudományos folyóirat szükségesnek találta Alexander Klotz, a kanadai montreali McGill Egyetemen végzett cikkének közzétételét, amelyben kiszámolta, hány perc alatt repül át egyenesen a Földön.

Természetesen egy hipotetikus utazásról beszélünk egy alagútban, amely például Londonban kezdődik, áthalad a bolygó középpontján, és a túloldalon ér véget. Ha valóban létezne ilyen alagút, akkor annak kijárata az Új-Zéland közelében található Antipodes-szigeten lenne. Éppen Londonnal szemben van merőleges irányban.

Ha hinni a múlt századi számításoknak, akkor az a személy, aki Londonban egy kútalagútba ugrott, 42 perc 12 másodperc alatt repül ki belőle az Antipodes-szigeten. Klotz szerint pedig kiderült, hogy az ugró 38 perc 11 másodperc múlva a kijáratnál lesz.

Mint a végzős kifejtette, a korábbi kutatók nem vették figyelembe, hogy a Föld sűrűsége a mélységgel változik - egy bizonyos átlagértéket vettek fel. A mélyben - különösen a fémmag tartományában - a bolygó sokkal sűrűbb. Ott erősebb a gravitáció. Ennek megfelelően a gravitációs erők hatására létrejövő gyorsulás nagyobb.

Klotz a közelmúltban szeizmikus szondázással nyert adatok alapján korrekciókat végzett az altalaj különböző mélységű sűrűségére vonatkozóan. És elhatározta: az ugró gyorsabban repül fel a Föld középpontjába, mint azt korábban gondolták. 29 ezer kilométeres óránkénti sebességgel fog elrepülni. Aztán a kijárathoz közeledve lassulni kezd. De a végén még mindig gyorsabban - majdnem 4 perc alatt - eljut az Antipodes-szigetre.

Az Antipodes-sziget az Új-Zéland közelében található Antipodes-szigetcsoport legnagyobb csoportja. Ott repül ki a Londonból induló utazó.

Van még valakinek hozzáfűznivalója ehhez a hipotetikus témához?

Az első fotóról egyébként itt olvashat , és itt Az eredeti cikk a honlapon található InfoGlaz.rf Link a cikkhez, amelyből ez a másolat készült -

Tekintsük az esést a fizika szemszögéből. Hagyjuk figyelmen kívül a légellenállást (és annak létezését) és az alagút falaival szembeni súrlódást. Feltételezzük, hogy a Föld sűrűsége homogén, bár a valóságban ez természetesen nem így van.)

Megtudtuk, hogy az esésed hasonló lesz a harmonikus inga mozgásához, és kiszámítottuk azt az időt, ameddig elrepülsz a Föld mellett. Természetesen akkor ezt újra és újra meg kell tennie. Bár a levegő és a falak ellenállása, valamint a Föld inhomogenitása miatt egyszer csak megáll a zuhanásod, és elakadsz a Föld középpontjában.

Most arról, hogy mit fogsz látni és érezni. Tételezzük fel, hogy ezalatt a kis utazás során nem fog meghalni a hőmérséklet, nyomás vagy túlterhelés miatt, és képes lesz figyelemmel kísérni a változást környezet. A kép nagymértékben függ attól a ponttól, ahol zuhanni kezdett. Valószínűleg a kontinensen voltál. Ebben az esetben először a földkéreg körülbelül 30 km-ét kell átrepülnie. Itt kell kiemelni, hogy elvileg minden tudásunk a Föld szerkezetéről és mélységi viszonyairól hipotetikus és geofizikai adatokon, például a különböző rétegeken áthaladó hullámok sebességének változásán alapul. Szóval itt van. A kontinentális kéreg vastagsága a tektonikus viszonyoktól függ. Legnagyobb a hegyekben (70-75 km-ig), a legkevésbé a kiterjedésnek kitett területeken, az óceáni peremeken és a tengeri mélyedésekben lesz a legnagyobb. Először is átrepül egy üledékekből és üledékes kőzetekből álló rétegen, ha jelen van. Aztán jön egy réteg gneisz és más metamorf kőzet. A behatolt gránitok észrevehetők bennük. E réteg alatt erősen metamorfizált bazaltok lesznek, amelyek amfibolitokká és granulitokká alakultak. Ez idő alatt a nyomás és a hőmérséklet folyamatosan emelkedni fog. Itt emlékezhet egy olyan dologra, mint a geotermikus gradiens, amely megmutatja, hogy a hőmérséklet mennyivel nő a mélységgel. Nagymértékben függ a tektonikus viszonyoktól, és a hegyek alatt lesz a maximum.

Ha valamilyen oknál fogva óceáni szigetről vagy óceánról kezdte a zuhanást, akkor először üledékes rétegeken, majd bazaltos párnalávakon és a hozzájuk vezető gátokon halad át. Alul vannak gabbro behatolások. Végül eléri a palástot. Az óceáni kéreg vastagsága hét kilométer lesz. Általában a látható kép meglehetősen szokatlan lehet, és attól függ, hogy melyik tektonikus régióban fúrt lyukat.

A köpeny és a kéreg közötti megosztás a Moho határ. A köpeny olivin (Mg,Fe)2SiO4 és piroxén (Mg,Fe)2Si2O6 tartalmú peridotitokból áll. Bemerítve stabilabb polimorfokká alakulnak át. Ez körülbelül 410 és 660 km mélységben lesz észrevehető. Ahogy lefelé haladsz a Moho határától a meglehetősen szilárd köpenyen keresztül, egy réteghez érsz, amely viszkózusabbnak és folyékonyabbnak tűnik. A helyzet az, hogy ennek a rétegnek az anyaga, az asztenoszféra részleges olvadásnak van kitéve. Az anyag körülbelül 1-5%-a megolvad (a mennyiség nagyban függ a tektonikai viszonyoktól). A fedőrétegek által létrehozott nagy nyomás megakadályozza, hogy teljesen megolvadjon. A keletkező olvadék beburkolja az ásványi anyagok szemcséit és biztosítja az anyag folyékonyságát. Itt felfelé emelkedő bázikus és ultrabázikus magma gócok is kialakulhatnak. Az asztenoszféra feletti viszonylag kemény és rugalmas rétegek mindegyike a litoszféra. Görögdinnyehéjra emlékeztető tányérokra osztva, végigcsúszik az asztenoszférán, és függőleges mozgásokat végez, lebegve ennek a viszkózus rétegnek a felületén. Az asztenoszféra alatt és 410 km-es határon egy viszkózusabb mezoszféra különböztethető meg. Ezen a ponton az olivin spinel szerkezetű módosítássá alakul.

Az alsó köpeny 660 km mélységben kezdődik. Valószínűleg perovszkit szerkezetű ásványokból (Mg,Fe)SiO3 és magneziowüstitből áll. Az alsó köpenyben az ásványok hatalmas vízkészleteket tartalmaznak. Az egész köpeny, amelyen áthaladtál, szilárd volt, mert a magas hőmérséklet mellett az is ki volt téve magas nyomások. A köpenyben lévő konvektív áramok túl lassúak ahhoz, hogy észrevegyék.

Végül eléri a Gutenberg határt, elválasztva a magot és az alsó köpenyt. 2900 km választ el a felszíntől. Ezt a határt víz alá süllyedt és részben megolvadt litoszféralemezekből álló hegyek temetője fedi.

2900 és 5120 km között egy folyékony külső magon keresztül merül át, amely vas-nikkel ötvözetből áll, kén-, hidrogén- és más elemek szennyeződésekkel. Az anyagok intenzív keveredése hozza létre a Föld mágneses terét, de az alacsony sebesség miatt nem valószínű, hogy látni fogja. A szilárd belső mag, a külső fokozatos lehűlésének és megszilárdulásának terméke, 6370 km mélységig terjed. Hasonló összetételű, vasból, kénből és nikkelből áll.

Tekintsük az esést a fizika szemszögéből. Hagyjuk figyelmen kívül a légellenállást (és annak létezését) és az alagút falaival szembeni súrlódást. Feltételezzük, hogy a Föld sűrűsége homogén, bár a valóságban ez természetesen nem így van.)

Megtudtuk, hogy az esésed hasonló lesz a harmonikus inga mozgásához, és kiszámítottuk azt az időt, ameddig elrepülsz a Föld mellett. Természetesen akkor ezt újra és újra meg kell tennie. Bár a levegő és a falak ellenállása, valamint a Föld inhomogenitása miatt egyszer csak megáll a zuhanásod, és elakadsz a Föld középpontjában.

Most arról, hogy mit fogsz látni és érezni. Tételezzük fel, hogy e kis utazás során nem hal meg a hőmérséklet, a nyomás vagy a túlterhelés miatt, és képes lesz figyelni a környezet változásait. A kép nagymértékben függ attól a ponttól, ahol zuhanni kezdett. Valószínűleg a kontinensen voltál. Ebben az esetben először a földkéreg körülbelül 30 km-ét kell átrepülnie. Itt kell kiemelni, hogy elvileg minden tudásunk a Föld szerkezetéről és mélységi viszonyairól hipotetikus és geofizikai adatokon, például a különböző rétegeken áthaladó hullámok sebességének változásán alapul. Szóval itt van. A kontinentális kéreg vastagsága a tektonikus viszonyoktól függ. Legnagyobb a hegyekben (70-75 km-ig), a legkevésbé a kiterjedésnek kitett területeken, az óceáni peremeken és a tengeri mélyedésekben lesz a legnagyobb. Először is átrepül egy üledékekből és üledékes kőzetekből álló rétegen, ha jelen van. Aztán jön egy réteg gneisz és más metamorf kőzet. A behatolt gránitok észrevehetők bennük. E réteg alatt erősen metamorfizált bazaltok lesznek, amelyek amfibolitokká és granulitokká alakultak. Ez idő alatt a nyomás és a hőmérséklet folyamatosan emelkedni fog. Itt emlékezhet egy olyan dologra, mint a geotermikus gradiens, amely megmutatja, hogy a hőmérséklet mennyivel nő a mélységgel. Erősen függ a tektonikai viszonyoktól, és a hegyek alatt lesz a maximum.

Ha valamilyen oknál fogva óceáni szigetről vagy óceánról kezdte a zuhanást, akkor először üledékes rétegeken, majd bazaltos párnalávakon és a hozzájuk vezető gátokon halad át. Alul vannak gabbro behatolások. Végül eléri a palástot. Az óceáni kéreg vastagsága hét kilométer lesz. Általában a látható kép meglehetősen szokatlan lehet, és attól függ, hogy melyik tektonikus régióban fúrt lyukat.

A köpeny és a kéreg közötti megosztás a Moho határ. A köpeny olivin (Mg,Fe)2SiO4 és piroxén (Mg,Fe)2Si2O6 tartalmú peridotitokból áll. Bemerítve stabilabb polimorfokká alakulnak át. Ez körülbelül 410 és 660 km mélységben lesz észrevehető. Ahogy lefelé haladsz a Moho határától a meglehetősen szilárd köpenyen keresztül, egy réteghez érsz, amely viszkózusabbnak és folyékonyabbnak tűnik. A helyzet az, hogy ennek a rétegnek az anyaga, az asztenoszféra részleges olvadásnak van kitéve. Az anyag körülbelül 1-5%-a megolvad (a mennyiség nagyban függ a tektonikai viszonyoktól). A fedőrétegek által létrehozott nagy nyomás megakadályozza, hogy teljesen megolvadjon. A keletkező olvadék beburkolja az ásványi anyagok szemcséit és biztosítja az anyag folyékonyságát. Itt felfelé emelkedő bázikus és ultrabázikus magma gócok is kialakulhatnak. Az asztenoszféra feletti viszonylag kemény és rugalmas rétegek mindegyike a litoszféra. Görögdinnyehéjra emlékeztető tányérokra osztva, végigcsúszik az asztenoszférán, és függőleges mozgásokat végez, lebegve ennek a viszkózus rétegnek a felületén. Az asztenoszféra alatt és 410 km-es határon egy viszkózusabb mezoszféra különböztethető meg. Ezen a ponton az olivin spinel szerkezetű módosítássá alakul.

Az alsó köpeny 660 km mélységben kezdődik. Valószínűleg perovszkit szerkezetű ásványokból (Mg,Fe)SiO3 és magneziowüstitből áll. Az alsó köpenyben az ásványok hatalmas víztartalékokat tartalmaznak. Az egész köpeny, amelyen áthaladtál, szilárd volt, mert a magas hőmérséklet mellett nagy nyomásnak is ki volt téve. A köpenyben lévő konvektív áramok túl lassúak ahhoz, hogy észrevegyék.

Végül eléri a Gutenberg határt, elválasztva a magot és az alsó köpenyt. 2900 km választ el a felszíntől. Ezt a határt víz alá süllyedt és részben megolvadt litoszféralemezekből álló hegyek temetője fedi.

2900 és 5120 km között egy folyékony külső magon keresztül merül át, amely vas-nikkel ötvözetből áll, kén-, hidrogén- és más elemek szennyeződésekkel. Az anyagok intenzív keveredése hozza létre a Föld mágneses terét, de az alacsony sebesség miatt nem valószínű, hogy látni fogja. A szilárd belső mag, a külső fokozatos lehűlésének és megszilárdulásának terméke, 6370 km mélységig terjed. Hasonló összetételű, vasból, kénből és nikkelből áll.

Hasonló példát mutatott be az „Entertaining Physics” című könyv. Volt egy fejezet a fantáziáról és a valóságról a könyvekben, és egy ilyen probléma merült fel az egyik könyv kapcsán.

Az utazási idő kiszámításához számítási képletek voltak. Kiderült, hogy az út 42 percig tarthat, a távolságtól függetlenül, ahol az út első felében gyorsul, a másodikban pedig lassít, pontosan ugyanolyan gyorsulási modulussal.

Példákként a Moszkva és Leningrád között épített vasutat, valamint a Föld magjában való utazást vették figyelembe.

Ennek megfelelően két olyan kérdés merül fel, amelyek nem teszik lehetővé ennek a projektnek a megvalósítását. Az első a környezet ellenállása. A vonatnak/személynek/kapszulának vákuumban szabadesésben kell mozognia, különben a vonóerő nem engedi leküzdeni az út utolsó szakaszát. Egyszerűen nincs elég tehetetlenség. A második pedig az, hogy az alagútnak, amelyen keresztül a tárgy mozogni fog, ideálisnak kell lennie. Közvetlennek kell lennie, és nem lehet kitéve külső változásoknak, és ahhoz, hogy egy személy repülhessen, az is szükséges, hogy a belső hőmérséklet és nyomás normál körülmények között maradjon.

Ráadásul nem ismerjük teljesen bolygónk működését. Még abban sem vagyunk biztosak, hogy a Földnek van-e szilárd magja, vagy hogy a bolygó tömege egyenlőtlenül oszlik el különböző részek. Nem tudjuk elképzelni, hogy egy alagút építése a központon keresztül milyen hatással lesz a Földre.

Videó: Mi történik, ha átfúrod a Földet és beugrasz a lyukba?

Tehát most azt a következtetést vonhatjuk le, hogy jobb, ha nem ugrálunk - ez veszélyes!!! 🙂 🙂