小火箭聊流浪地球之四
小火箭出品
本文作者：邢強博士
本系列分5篇共11409字，88圖。預計閱讀時間：1小時5分鐘。
本文是第4篇。
地球停止自轉後，像上圖這樣的通過延時攝影的技術拍攝的星軌，就沒了。
當然，小火箭認為，地球停止轉動之後，影響最大的還是海洋！
大西洋也有安靜的時候，那朵雲蘊含著很多思念。
地球的水，約佔地球總質量的0.023％，大部分存在於海洋中。
世界海洋總面積約為3.619億平方公里，佔地球表面的70.9％，其體積約為13.35億立方公里。
如果把地球上所有的水吸取出來，可以變成上圖右側那樣大小的水球。
地球的水，也相當於是一個邊長為1101公里的水立方體。
放到地球上，就形成了平均深度約為3688米的海洋，其最大深度為10994米，位於馬里亞納海溝。
那麼，小火箭要說什麼呢？
答：地球停止自轉後，海洋的分布會發生巨大改變。
這是我們熟知的世界：亞洲、歐洲、北美洲、南美洲、非洲，太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋、南冰洋（南冰洋 國際水文地理組織於2000年確定南冰洋為一個獨立的大洋，成為五大洋中的第四大洋。 國際水文地理組織定義南冰洋為以南緯 60 °S為界的經度 360 °內，包圍南極洲的海洋。）
而地球停止轉動後，世界會變成這樣：
製圖：小火箭 邢強。
我們可以看到，以赤道為橫軸，地球的所有大陸連在了一起，橫跨整個赤道地區。
海洋變為了：北大洋和南大洋兩個相隔上千公里的相互分離的大洋。
淺海區（上圖淺藍色），平均水深300米；深水區（上圖深藍色），平均水深4100米。
原來的南美洲、青藏高原、非洲東部，構成了地球停轉後的世界的三大高原。俄羅斯、加拿大、歐洲、中國東北、中國內蒙古、北美五大湖、阿根廷大部、日本大部均淹沒于海水之中。
在中國和美國之間，形成了一個巨大的海灣（中國灣）。在中國灣的西岸，是沿海大都市群，名為北京角。北京的通州將會成為天然良港。在中國灣的東岸，舊金山角在哀嘆一半沒入海中的洛杉磯。
墨西哥灣成為了內湖，紐約角則是另一個大都市群。
以上就是小火箭根據海洋底部地形和陸地地貌，再考慮到地球的高速飛行狀態給出的地球停止自轉後的世界。
珠穆朗瑪峰依舊是很高的山峰。
但是，海平面和海拔的概念重塑之後，地球最高峰開始按照到地心的距離重新排名。
厄瓜多欽博拉索山，離地球中心最遠點，為最接近外太空的地方，會被重新定義為地球最高峰。
假若世界最高峰的決定不是從海平面算起，而是從地心算起的話，位於貼近赤道地區（南緯1°S）的欽博拉索山的頂峰才是距離地心最遠的一點。
因為，欽博拉索山頂峰距地心的距離為6384.10公里，而珠穆朗瑪峰距地心的距離為6381.95公里，比欽博拉索山少了足足2.15公里，也就是矮2150米。
按6371.0公里的圓球殼體來重新定義海平面的話，地球最高峰欽博拉索海拔為13100米，珠穆朗瑪峰海拔為10950米。
地球停止自轉之後，海水真的會湧向兩極么，小火箭的計算有沒有依據？
答：有的。
我們試著把問題反過來問：
在當前地球自轉的情況下，全球海洋的分布受怎樣的影響？
由上圖小火箭的推導，可知，如果從頭來，把地球表面充滿海水，然後以現在的每天360.9851°的角速度旋轉起來的話，赤道處的海水要比極地的海水深11012米！
這個其實主觀上也好理解。
我們剛剛過了年，肚子都比較鼓漲吧。此時，我們站在一處空地，然後試著自轉一下。哈！是不是能感受到肚子里的水和油有向肚皮方向涌的力量呢？
赤道處的海洋比較深，和我們豎直旋轉的時候，油往肚皮跑而不往腦袋跑是一個原理。
一旦地球停轉，海水就會按照地球重力勢能等勢面重新分布。而地球赤道附近比較高，兩極比較低，所以，海水會形成分隔開的北大洋和南大洋了。
洛希
影片中，剛體洛希極限這個詞讓地球差點就粉碎了。
洛希極限是什麼呢？
大概很多人之前也提過這個概念，小火箭試著手繪公式加比喻，努力把這個概念再說一下。
洛希極限是一個天體對自身的引力與第二個天體對它造成的潮汐力相等時兩個天體的距離。當兩個天體的距離小於洛希極限，天體就會傾向碎散，繼而成為第二個天體的環。它以首位計算這個極限的法國數學家愛德華·洛希命名。
土星的光環就是洛希極限的典型案例。
有些天然衛星離土星太近，被撕扯成了岩塊和冰塊，均勻分布後，就形成了土星環。
由上圖可知，洛希極限與大天體的半徑、大天體的密度和小天體自身的密度有關。
實際上，洛希極限還與小天體本身的構成有關。比如一個大土疙瘩就比一團水球結實一些。
所以，直接問某天體的洛希極限是不對的。
比較規範的說法：
地球對月球的剛體洛希極限是多少？
地球離木星多近的時候會觸及地木剛體洛希極限？
為方便大家計算，小火箭給出一些典型天體的密度和半徑數值。
小火箭覺得值得一提的是：土星的平均密度是小於水的，甚至小於大部分的木材。如果有個足夠大的水盆把太陽系盛進去，然後加滿水的話，土星是會漂在水面的，而包括太陽在內的大部分其他大天體都會沉。
地球的平均密度很大，可以說是太陽系內的小鐵疙瘩了。
《小火箭聊流浪地球之一》
《小火箭聊流浪地球之二》
版權聲明：
本文是邢強博士原創文章，騰訊獨家內容。歡迎朋友圈轉發，引用部分內容請註明出處。
微信號：小火箭
微信ID：ixiaohuojian
歡迎 加入小火箭 ，進入航空航天大家庭！
TAG:長光衛星 |