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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Abgebremste Erde!?



Sissy
26.07.2011, 01:33
Hi,

hat jemand von Euch am Wochenende diese N24 Doku mit den Folgen einer plötzlichen Abbremsung der Erdrotation gesehen?

Ich hab den Anfang verpaßt, hab zuerst nicht mitbekommen, daß es um eine fiktive Geschichte geht und mich erstmal mächtig aufgeregt.

Soweit ich das noch zusammenkrieg, haben die Dokumacher folgendes behauptet:

- durch die Verlangsamung der Erdrotation strömt das Wasser der Ozeane in die Polargegenden
- dadurch wird Ost- und Nordsee erstmal "trockenes Land", die heutigen Küstenstädte liegen dann überall auf dem Trockenen.
- die Luft strömt ebenfalls in Richtung der Pole, die normale Zirkulation (Jetstream, Monsunwinde...) löst sich auf
- später, wenn die Erde garnimmer um ihre Achse rotiert wird dann Grönland, Island, Skandinavien, England, Irland, ein Stück weit der europäische, asiatische und amerikanische Kontinent überflutet
- die Luft in Höhen über 1.000 Meter (heutiges NN) wird so dünn, daß man dort nicht mehr leben kann
- das Magnetfeld der Erde löst sich auf, kein Schutzschild mehr gegen Höhenstrahlung
- Entlang des Äquators taucht "neues Land" aus den zurückweichenden Wassermassen auf und bildet einen erdumspannenden neuen Kontinent
- Wenn die Erde dann überhaupt nicht mehr rotiert, wird ein schmaler Pfad Land (300 - 500 km, von mir anhand des Maßstabes des gezeigten Globus geschätzt) von der Sonne völlig verbrannt, nördlich und südlich davon kann man theoretisch überleben, erfriert dann aber in den 6 Monaten andauernden "Wintern"

Recht abstruß das ganze, vor allem, da ich die Einführung net mitbekommen habe. Sinn des ganzen war anscheinend, die Zuschauer so richtig zu gruseln, genau wie bei der Doku "Was, wenn der Mond morgen nicht mehr da wäre?"

Ich kann mir schlicht kein Ereignis vorstellen, bei dem die Drehung der Erde samt Kern angehalten wird, es die Erde aber nicht "zerrupft" und unsere zerbrechliche Biosphäre keinen Kratzer abkriegt.

Ich weiß, daß die Erde durch ihre Rotation an den Polaen abgeplattet und am Äquator ausgebeult ist. Auch sonst weicht sie an etlichen Stellen von einer "perfekten Kugel" deutlich ab. Aber ich komm mit der Berechnung der Wasserstandsverschiebung nicht klar. :o

Wenn jetzt durch was auch immer die Erdrotation verlangsamt werden würde bzw. die Erde sich garnicht mehr um ihre Rotationsachse drehen würdet, wie würde sich der Meeresspiegel dann tatsächlich verändern?

Es geht mir um den Anteil Wasser, der bei rotierender Erde durch die Zentrifugalkraft in Richtung "Äquatorbeule" gedrückt wird und bei nicht rotierender Erde zu den Polen strömen würde... Die langsame plastische Verformung der Erdoberfläche lassen wir mal außer Acht, in dem Beitrag ging es um die unmittelbaren Folgen in den nächsten paar Jahren.

Und würde es auch eine Veränderung in unserer Lufthülle (mehr Luft über den Polen, weniger über den mittleren Breiten und Äquator) geben?

Irgendwie (Bauchgefühl!) will mir nicht in den Kopf, daß das Anhalten der Erdrotation zu einer Meeresspiegelveränderung um 5-15 km führen soll...

Grüße
Sissy

Bynaus
26.07.2011, 08:39
Wenn jetzt durch was auch immer die Erdrotation verlangsamt werden würde bzw. die Erde sich garnicht mehr um ihre Rotationsachse drehen würdet, wie würde sich der Meeresspiegel dann tatsächlich verändern?

Ich denke, das ist durchaus "realistisch" dargestellt worden, was die Auswirkungen angeht (ausser dass mir nicht einleuchten will, warum die Ostsee erst trockengelegt, dann wieder geflutet werden sollte... - das Wasser, das in Richtung Pole abfliesst, wird überkompensiert vom Wasser, das aus Richtung Äquator zufliesst - da würde nur geflutet! Zudem, die Sache mit der dünnen Luft würde wohl nur am Äquator gelten, wo die Ozeanböden viele km hoch über der Äquipotentialfläche thronen). Wir können in erster Näherung annehmen, dass die Wasseroberfläche stets der Äquipotentialfläche entsprechen wird. Auf einer rotierenden Erde ist das ein Rotationsellipsoid, dessen Pole rund 50 km näher beieinanderliegen als zwei gegenüberliegende Punkte auf dem Äquator. Steht die Erde plötzlich "still" (still relativ zu was? Sie würde sich natürlich bei gebundener Rotation immer noch drehen, nur 365mal langsamer), wird aus dem Rotationsellipsoid eine perfekte Kugel. Nun schneidest du Kugel und Ellipsoid und erhältst genau das, was du beschrieben hast: alles Material, das der Äquipotentialfläche folgen kann (wie Wasser), tut das und sammelt sich in zwei maximal (über dem Pol) ~25 km dicken "Kappen" an den Polen. Natürlich gibts da ein paar Details zu beachten, aber rein qualitativ scheint mir das eine korrekte Beschreibung zu sein.

Siehe auch hier: http://bigthink.com/ideas/21768
Oder hier: http://www.esri.com/news/arcuser/0610/nospin.html

Alex74
26.07.2011, 10:51
Hm, das Thema klingt irgendwie blödsinnig.
Wenn man so eine Frage stellt (die auch verwandt ist mit: wenn man das Material der Erde zu einer Schnur aufwickeln könnte, welche Größe hätte ein daraus gestrickter Pullover?) sollte man sich dazu überlegen welche Wärmeenergie frei wird die aus der Drehung resultiert. Hoppla halt...Wärmeenergie mal zwei. Denn da muß ja noch ein anderer Körper auch noch massig Bewegungsenergie verlieren - derjenige der die Drehung stoppen soll.

Ich schalte bei solchen Themen regelmäßig ab oder um.

Viele Leute kritisieren an der Astronomie und ähnlichen Wissenschaften, daß Dinge behandelt werden die fürs tägliche Leben auf den ersten Blick unnütz sind. Wenn dann noch Fragen gestellt werden die sogar im Selbstverständnis dieser Wissenschaften unerheblich weil unrealistisch sind, dann hörts auch bei mir auf.

Gruß Alex

mac
26.07.2011, 10:59
Hallo Bynaus, und Sissy,

was Du, Bynaus, hier schreibst,
Ich denke, das ist durchaus "realistisch" dargestellt worden, was die Auswirkungen angehtleuchtet mir nicht ein.

Ich gehe dabei zunächst mal von einer sanften Abbremsung aus, deren Beschleunigung sehr klein ist, verglichen mit der Gravitation der Erde, also keine Effekte durch Massenträgheit entstehen läßt.

Die Form der Erde
Auf einer rotierenden Erde ist das ein Rotationsellipsoid, dessen Pole rund 50 km näher beieinanderliegen als zwei gegenüberliegende Punkte auf dem Äquator.wird nicht durch mehr Wasser am Äquator und weniger Wasser an den Polen verursacht. Siehe Meerestiefen. Die Erde als ganzes verhält sich viel eher wie eine Kugel aus flüssigem Material. Dieses Material muß nicht an der Oberfläche zu den Polen fließen, um den Verlust der Fliehkraft auszugleichen, es genügt der selbe Vorgang der dafür sorgt, daß Kruste und Mantel ebenfalls den Gezeiten unterliegen.

Die Kontinente sind nicht deshalb über Wasser, weil das Wasser durch Gravitation und Fliehkraft von ihnen fern gehalten wird, sondern weil die Festlandsplatten aus leichterem Material als die ozeanischen Platten bestehen und daher weiter aus dem Erdmantel herausragen. Daran ändert sich beim Verlust der Fliehkraft durch Rotation nichts.

Zum Rest später, jetzt hab‘ ich nicht genug Zeit.

Herzliche Grüße

MAC

Ich
26.07.2011, 11:13
Die Erde als ganzes verhält sich viel eher wie eine Kugel aus flüssigem Material. Dieses Material muß nicht an der Oberfläche zu den Polen fließen, um den Verlust der Fliehkraft auszugleichen, es genügt der selbe Vorgang der dafür sorgt, daß Kruste und Mantel ebenfalls den Gezeiten unterliegen.
Die Erde als Ganzes verhält sich wie eine Kugel aus zähflüssigem Material. Nach ein paar 10000 Jahren hat sie sicher die neue Kugelform angenommen, und die Ozeane sind wieder da, wo sie hingehören (abgesehen von den thermischen Problemen einer nichtrotierenden Erde, natürlich). Aber für die ersten Jahre kannst du die Erde wohl als starr betrachten. Als Beispiel: Skandinavien hebt sich jetzt noch (http://de.wikipedia.org/wiki/Postglaziale_Landhebung), weil das Gewicht der Gletscher von der letzten Eiszeit "plötzlich" nicht mehr da ist.

Bynaus
26.07.2011, 13:14
Hm, das Thema klingt irgendwie blödsinnig.

Du hast natürlich recht, dass das in der Wirklichkeit nie und nimmer so geschehen würde. Nichtdestotrotz kann es interessant sein, auch über absurde Dinge nachzudenken, wenn man dadurch ein klareres Bild von der Wirklichkeit bekommt. In diesem Fall lässt sich die absurde Prämisse verwenden, um so abstrakte Dinge wie Äquipotentialflächen auf unterhaltsame Art zu veranschaulichen. Deshalb spielt es auch überhaupt keine Rolle, "wie" die Erde aufhört zu rotieren und was während dieser Abbremsung genau geschehen würde.

@Mac:


Die Form der Erde wird nicht durch mehr Wasser am Äquator und weniger Wasser an den Polen verursacht.

Das stimmt, aber das hab ich (bestimmt! :) ) auch nicht behauptet. Die Form der festen Erde (das Rotationsellipsoid als Abweichung von der Kugel, zumindest) wird durch die Rotation verursacht. Die Erde ist, wie Ich auch schrieb, zumindest zähflüssig. Das heisst, unmittelbar nach dem Stopp der Rotation würde sie immer noch ihre Ellipsoidform behalten, während die Äquipotentialfläche, der das Wasser folgt, mit sofortiger Wirkung eine (annähernde) Kugel wäre, mit den erwähnten Effekten. Erst nach Jahrzehntausenden (oder vermutlich, Jahrmillionen) würde sich auch die feste (bzw. zähflüssige) Erde den veränderten Verhältnissen anpassen und die Land-Wasser-Verteilung würde wieder annähernd dem Zustand vor dem Stopp der Rotation folgen. Annähernd deshalb, weil die Gravitation in Polnähe durch die Rotationsellipsoidform etwas grösser ist, womit auf der heutigen Erde mehr Wasser an den Polen gehalten wird als bei einer kugelförmigen Äquipotentialfläche, dh, auf der stillstehenden, aber auch völlig dekompensierten Erde wäre die Küstenlinie in Äquatornähe etwas höher, und in Polnähe etwas tiefer als heute.

Im Prinzip könnte man sich das so vorstellen: man nimmt einen Kübel, der zur Hälfte mit Honig gefüllt ist, und fügt etwas Wasser bei, das den Honig überall bedeckt. Versetzt man den Kügel in Rotation um die Hochachse, wird das Wasser einen Trichter bilden, der in der Mitte etwas "trockenen" Honig freilässt. Nach einiger Zeit wird dann aber auch der Honig die Trichterform annehmen. Das hat nichts mit dem Wasser zu tun, sondern nur mit der Rotation. Die Honiginsel in der Mitte des Trichters wird verschwinden, dafür verteilt sich der Honig nun wieder einigermassen gleichmässig "unter" dem Wasser. Nun könnte man die Oberfläche des Honigs selbst etwas bearbeiten, hier und da etwa ein paar Honig-Inseln oder -Kontinente einfügen, die aus dem Wasser ragen, oder innerhalb dieser Kontinente ein paar Seen mit Wasser kreieren. Stoppt man nun die Rotation, wird das Wasser sich urplötzlich von der Trichterform verabschieden und den Trichter von der Mitte her auffüllen. Der ehemalige "Honig-Meeresboden" am Rand des Kübels wird exponiert sein - so lange, bis der Honig sich seinerseits wieder der Äquipotentialfläche annähert.


Die Kontinente sind nicht deshalb über Wasser, weil das Wasser durch Gravitation und Fliehkraft von ihnen fern gehalten wird, sondern weil die Festlandsplatten aus leichterem Material als die ozeanischen Platten bestehen und daher weiter aus dem Erdmantel herausragen.

Fliehkraft hätte definitiv die falsche Richtung, um das Wasser von den Kontinenten fernzuhalten... Und die Kontinente sitzen sogar auf den ozeanischen Platten. Es gibt quasi nur ozeanische Platten auf der Erde, und einige davon haben einen Kontinent aufsitzen, andere (wenige) nicht. Aber das ist ein anderes Thema.

Kibo
26.07.2011, 13:40
Hm, das Thema klingt irgendwie blödsinnig.

Nichtdestotrotz kann es interessant sein

Jaja, so ist das halt...
Die Wissenschaft ist an sich ja Wertungsfrei und so kann man sich als Wissenschaftler gern auch mal mit Blödsinn beschäftigen... interessehalber... natürlich nicht auf Kosten von Steuergeldern!... in der Freizeit! :D;D

Das Leben muss halt auch Spaß machen, erst recht für unsere wissenschaftliche Elite, Ich unterstütze das. *thumbsup*

mfg

Ich
26.07.2011, 13:44
Annähernd deshalb, weil die Gravitation in Polnähe durch die Rotationsellipsoidform etwas grösser ist, womit auf der heutigen Erde mehr Wasser an den Polen gehalten wird als bei einer kugelförmigen Äquipotentialfläche
Die Äquipotentialfläche ist mehr oder minder die Definition von "Meeresspiegel". Ob kugeförmig oder nicht werden sich Wasser und Erde (sofern viskos) gleichermaßen irgendwann an sie anpassen, das macht keinen Unterschied.

mac
26.07.2011, 14:40
Hallo Ich,


Nach ein paar 10000 Jahren hat sie sicher die neue Kugelform angenommenJa, alles eine Frage der Maßstäbe. Den Film hab' ich nicht gesehen. Die von Dir genannten 10000 Jahre sind, verglichen mit der natürliche Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit (an die ich dabei am meisten gedacht habe) ja doch sehr schnell. Also mein 'Flüssig' ist schon so gemeint gewesen, wie es wirklich ist.

Eine andere Alternative zum Abbremsen, z.B. durch Stoß (wie es ja in solchen Filmen auch nicht selten gerne fabuliert wird) hatte ich ausgeklammert.

Herzliche Grüße

MAC

mac
26.07.2011, 14:51
Hallo Bynaus,


Fliehkraft hätte definitiv die falsche Richtung, um das Wasser von den Kontinenten fernzuhalten... Und die Kontinente sitzen sogar auf den ozeanischen Platten.und dadurch wird genau was an ihrem Verhalten in meiner Beschreibung anders, als ich es geschrieben hatte? Oder sollte das gar kein Gegenargument sein?

Herzliche Grüße

MAC

UMa
26.07.2011, 14:59
Hallo,

das ganze ist insofern unrealistisch, da der Drehimpuls und die Rotationsenergie irgendwo hin müssen.
Aber ich habe sowas schon mal gesehen nämlich hier
http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/08/wenn-die-erde-still-stehen-wurde.php

Grüße UMa

Bynaus
26.07.2011, 15:14
@Ich:


Die Äquipotentialfläche ist mehr oder minder die Definition von "Meeresspiegel". Ob kugeförmig oder nicht werden sich Wasser und Erde (sofern viskos) gleichermaßen irgendwann an sie anpassen, das macht keinen Unterschied.

Ja, aber auf der gegenwärtigen Erde ist Äquipotentialfläche relativ zur festen Oberfläche (also Meeresgrund und Kontinentalflächen) anders als auf einer stillstehenden, dekompensierten Erde. Wenn du einfach die Rotation stoppst (wie auch immer, es ist ja nur ein Gedankenexperiment) und die feste oder viskose Erde wieder die Kugelform annehmen lässt, wirst du an den Polen immer noch einen tieferen Wasserstand haben als am Äquator.

@Mac: Nein, das sollte kein Gegenargument sein. Ich wollte damit nur sagen, dass es mir sicher nicht in den Sinn käme, zu behaupten, die Fliehkraft würde das Wasser irgendwie "nach unten" in die Ozeanbecken drücken, damit es nicht hochspringt und die Kontinente überflutet. Aber stimmst du mir jetzt zu, dass die Sache - unter der sicher absurden Prämisse - in ihren Auswirkungen nicht unrealistisch dargestellt ist?


das ganze ist insofern unrealistisch, da der Drehimpuls und die Rotationsenergie irgendwo hin müssen.

Selbstverständlich ist es unrealistisch. Aber darum geht es doch gar nicht.

mac
26.07.2011, 15:40
Hallo Sissy,

über das rumschwappende Wasser haben wir uns ja nun schon verbreitet.



- die Luft strömt ebenfalls in Richtung der Pole, die normale Zirkulation (Jetstream, Monsunwinde...) löst sich aufWeniger Rotationsgeschwindigkeit ergibt kleinere Korrioliskraft. Das Wetter würde sich zweifellos ändern, aber wohin?

Die Luft strömt nur dann in Richtung Pole, wenn sich die Form der Erde nicht verändert wenn sie mit rotieren aufhört. Der ‚Hammer‘ den man am Draht um den Körper schwingt bleibt auch nicht auf Augenhöhe, wenn man sich wieder langsamer um sich selber dreht (ohne ihn vorher losgelassen zu haben).


- die Luft in Höhen über 1.000 Meter (heutiges NN) wird so dünn, daß man dort nicht mehr leben kannJa, aber auch das nur dann, wenn die Erde beim langsamer drehen und nach dem ‚Stillstand‘ ihre Form halten könnte.


- das Magnetfeld der Erde löst sich auf, kein Schutzschild mehr gegen Höhenstrahlunges wird sicher seine Form ändern. Ob es sich aber auflöst? Nach meinem Wissensstand ist es ein Produkt aus Konvektion und differentieller Drehung verschiedener Erdbestandteile.

Ja, und der berühmte Schutzschild. Um uns vor Gamma- Röntgen- Ionen- Elektronen- Neutronen und sonstigen Baryonen zu schützen ist das Magnetfeld ziemlich ungeeignet. Es schützt sicher größere Flächen der Atmosphäre vor der Erosion, aber es ist nicht so, daß die geladenen Partikel und Neutronen deshalb von der Atmosphäre fern gehalten würden (Stichwort Nordlichter) und auch die Menschen, Tiere, Pflanzen, die in den hohen Breitengraden wohnen sind da eher durch die dünnere Ozonschicht gefährdet.

Wenn man mal zum Stichwort Polarlicht hier http://de.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3%A4re_(Astronomie)#Aufbau_und_Gradienten _am_Beispiel_der_Erdatmosph.C3.A4re nachschlägt, sieht man wo, in welcher Höhe, sich dieses Phänomen abspielt. Das ist nicht von ungefähr so. Die überwiegende Mehrzahl aller geladenen Partikel und Neutronen kommen einfach nicht weiter runter - sie werden auf ihrem Weg zu uns so oft ‚gerempelt‘ daß ihnen schon dort oben die ‚Puste‘ (kinetische Energie) ausgeht. Und die (extrem wenigen) die stark genug sind um weiter runter, ganz manchmal auch bis zu uns zu kommen, sind so energiereich, daß ihnen das Erdmagnetfeld völlig egal ist.

Auch den zur Ionisation fähigen Photonen (Gamma- Röntgen- und UV-Strahlung) ist das Magnetfeld schnurz.

Einzig die Atmosphäre, also ihre Atomkerne und Elektronen (und ihre elektrischen Felder) schützen uns sehr wirksam vor dem Sonnenwind und der kosmischen Strahlung.


- - Wenn die Erde dann überhaupt nicht mehr rotiert, wird ein schmaler Pfad Land (300 - 500 km, von mir anhand des Maßstabes des gezeigten Globus geschätzt) von der Sonne völlig verbrannt, nördlich und südlich davon kann man theoretisch überleben, erfriert dann aber in den 6 Monaten andauernden "Wintern"das ist jetzt etwas konfus oder unlogisch.

Gar nicht mehr rotieren, bezogen auf die Hintergrundstrahlung, würde nur gehen, wenn die Erde allein im Kosmos wäre.

Wenn sie ihren Mond verliert, kann sie als größtmöglichen Stillstand noch gebunden um die Sonne rotieren und damit ist aber der 6 Monatszyklus auch nicht möglich. Wenn sie gebunden um den Mond rotiert, dann wird sie, je nachdem wie weit der Mond dann weg ist, einen länger als einen Monat Zyklus haben.

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
26.07.2011, 15:48
PS: Ich sollte vielleicht anmerken, dass meine Einschätzung von "einigermassen realistisch" sich auf das Wasser bezog, nicht auf den Rest.

mac
26.07.2011, 15:53
Hallo Bynaus,


Selbstverständlich ist es unrealistisch. Aber darum geht es doch gar nicht.na ja, das ist jetzt aber ein Freifahrtschein für beliebigen Stuß. Also wenn ich Dich jetzt richtig verstehe, möchtest Du einen Teil der realen Physik zulassen und einen anderen ebenso realen Teil ausschließen.


Aber stimmst du mir jetzt zu, Unter diesen Umständen kann ich Dir natürlich immer nur recht geben – immer. ;)

Herzliche Grüße

MAC

Ich
26.07.2011, 16:03
Ja, aber auf der gegenwärtigen Erde ist Äquipotentialfläche relativ zur festen Oberfläche (also Meeresgrund und Kontinentalflächen) anders als auf einer stillstehenden, dekompensierten Erde.
Ich stehe vielleicht auf dem Schlauch:
1) was bedeutet "dekompensiert"
2) wieso sollte die "feste" Oberfläche relativ zur Flüssigkeit anders stehen, wenn beides Flüssigkeiten sind, nur mit unterschiedlicher Viskosität?


Gar nicht mehr rotieren, bezogen auf die Hintergrundstrahlung, würde nur gehen, wenn die Erde allein im Kosmos wäre.
Wieso, das geht durchaus. Nicht auf ewig, wegen der Gezeiten, aber ziemlich lange.

mac
26.07.2011, 16:06
Hallo Ich,


Wieso, das geht durchaus. Nicht auf ewig, wegen der Gezeiten, aber ziemlich lange.Ok, ok, wir waren ja bei selektiver Physik. Also wenn jemand sie anhält und dann festhält dann geht es selbstverständlich. :D

Herzliche Grüße

MAC

Ich
26.07.2011, 16:24
Ok, ok, wir waren ja bei selektiver Physik.
Na, jetzt mach mal einen Punkt. Wir hatten einen Dämon, der die Erde sanft und schnell ihrer Drehung beraubt. Solche Dämonen findet man zwar nicht übers Arbeitsamt, aber das ist alles physikalisch einwandfrei. Technisch wegen mir ein bisschen schwierig.
Und unter dieser Prämisse läuft alles weitere seinen normalen Gang. Die Aussagen zum Ozean beziehen sich auf die ersten paar tausend Jahre, und "gar nicht mehr rotieren" gilt sicher noch für die nächsten Milliarden Jahre.

Also keine selektive Physik, und auch kein Freifahrtschein für beliebigen Stuss, sondern einfach eine physikalisch einwandfreie Annahme, danach physikalisch und technisch einwandfrei weitergesponnen.

Bynaus
26.07.2011, 16:34
na ja, das ist jetzt aber ein Freifahrtschein für beliebigen Stuß.

Nein, so ist es nicht gemeint. Als Einstein in Gedanken auf einem Lichtstrahl ritt, hat er sich auch nicht Gedanken darüber gemacht, wie genau er auf diese Geschwindigkeit kommen soll, was er dabei essen soll, wie er wieder zurück kommen soll etc. Es geht nur um die Idee: Was passiert, wenn ich mich mit Lichtgeschwindigkeit bewege? In dem Sinn: Was, wenn die Erde stillsteht?

@Ich:


1) was bedeutet "dekompensiert"

Wenn die Form der festen Erde wieder (annähernd) der Äquipotentialfläche entspricht. Skandinavien ist zur Zeit nicht dekompensiert, aber Nordafrika schon.


2) wieso sollte die "feste" Oberfläche relativ zur Flüssigkeit anders stehen, wenn beides Flüssigkeiten sind, nur mit unterschiedlicher Viskosität?

Vielleicht sollten wir mit diesem Nebenschauplatz warten, bis die Hauptfrage geklärt ist...

mac
26.07.2011, 19:22
Hallo Ich,


Na, jetzt mach mal einen Punkt. Wir hatten einen Dämon, der die Erde sanft und schnell ihrer Drehung beraubt.Ja. Und wo der Dämon jetzt her kommt, hab‘ ich nicht mitbekommen. War der Bestandteil des Films (den ich nicht gesehen habe?) Vorher waren es zumindest bei Dir noch 10000 Jahre und auch das war für mich wesentlich schneller, als ich bis dahin angenommen habe, denn ich dachte daß es um Natur und nicht um Dämonen geht.

Du bringst also jetzt eine Dämon ins Spiel, der abbremst und die Massenträgheit und den Drehimpuls rückstandsfrei konsumiert? Oder noch mehr tut?

In welcher Zeit?

Ohne Zeitverlust? Ich denke, daß sich die Form der Erde in diesem Fall mit der Schallgeschwindigkeit des Erdmaterials der neuen Situation grob anpaßt und die Feinheiten, wie z.B. das Auftauchen von Grönland, auch weiter ihre Zeit dauern. Die Erde als Ganzes wird dann erst mal etwas ‚schwappen‘ - wie lange? Hängt von der Dämpfung durch die Reibung im größeren Teil des Erdinneren ab, aber auf jeden Fall wesentlich schneller, als es das Wasser schafft, eine Wassersäule von 25 km Höhe vom Äquator zu den Polen zu transportieren. Was nicht bedeutet, daß es keine noch nie dagewesenen Wasserbewegungen geben wird.

Mit Deinen gerade eingeführten 1000 Jahren? So wie oben, nur viel sanfter und keine km hohen Überschwemmungen.

Mit Deinen ursprünglichen 10000 Jahren? So wie oben, nur noch viel sanfter und keine viele viele m hohen Überschwemmungen.

Mit meinen ursprünglichen vielen vielen Milliarden Jahren? Merken wir gar nicht - also die Wasserbewegung. Und die Kontinente sind bis dahin mehrmals neu gruppiert.

Hab jetzt keine Zeit mehr

Herzliche Grüße

MAC

Sissy
26.07.2011, 20:41
Hi Leute,

wou, da hab ich ja ne lebhafte Diskussion ausgelöst :)

Um ein paar Mißverständnisse auszuräumen:

- die Ursache für die Abbremsung ist unbekannt
- es wird alles abgebremst. Also Kern, Mantel und Kruste!
- die Umlaufbahn der Erde um die Sonne bleibt erhalten (keine gebundene Rotation wie bei Erde <-> Mond)
- Luft und Wasser werden als "flüssig" betrachtet, die Kruste und Mantel sind starr bzw. zähplastisch und veränder sich net sooo schnell
- es wird der Zeitraum betrachtet zwischen Beginn der Abbremsung und Stillstand (waren etwa 2 Jahre) sowie die ersten 10 Jahre danach

Der Link zu Florians Seite und von dort weiter war für mich sehr hilfreich. :)

die Wassermasse am Äquator würde also in Richtung Pole strömen. Ok. Dadurch wird am Äquator der Meeresboden zu trockenem Land. Die Kontinente ragen deutlich über die "neue" Wasseroberfläche (Normal Null) auf und entsprechend dünn wird dort die Luft.

In den Polgegenden wird jede Menge flaches Land überflutet, das leuchtet mir jetzt auch ein. Ich hab die Wassermassen am Äquator unterschätzt...

Das Thema hat mich interessieret, weil ich auf der Sternwarte immer wieder auf solche Dokus angesprochen werde...

Grüße
Sissy

Ich
26.07.2011, 21:34
Und wo der Dämon jetzt her kommt, hab‘ ich nicht mitbekommen.
Von Dämonen Schmidt oder von OBI. Ist doch egal.

Vorher waren es zumindest bei Dir noch 10000 Jahre
x*10000 Jahre, bis sich die Erde in ihre neue Gestalt findet. Nicht zum Abbremsen.

In welcher Zeit?
Na, schnell halt. Eine Woche, ein Jahr, sowas. Oder eine Sekunde, gleichzeitig jedes Kilo Erde auf Null gebremst.

Ich denke, daß sich die Form der Erde in diesem Fall mit der Schallgeschwindigkeit des Erdmaterials der neuen Situation grob anpaßt und die Feinheiten, wie z.B. das Auftauchen von Grönland, auch weiter ihre Zeit dauern.
Ich glaube auch, dass die anfängliche Umformung relativ schnell vonstatten geht. Aber niemals mit Schallgeschwindigkeit. Ein Tsunami kommt auch nicht micht Schallgeschwindigkeit daher, und der Erdmantel schon gar nicht. Zitat aus dem Wiki-Artikel: "Durch die enorme Zähigkeit des Mantels wird dieser Ausgleichsprozess noch einige tausend Jahre andauern, bis ein isostatisches Gleichgewicht erreicht ist." Wir haben also m.E. zwei Zeitskalen: 1) ein paar Jahre nach dem Bremsen haben sich Atmosphäre und Meere angepasst. 2) Mindestens Jahrhunderte lang bleibt die Erde ein signifikanter Ellipsoid, meiner Schätzung nach eher einige zehntausend Jahre.

Die Erde als Ganzes wird dann erst mal etwas ‚schwappen‘ - wie lange? Hängt von der Dämpfung durch die Reibung im größeren Teil des Erdinneren ab, aber auf jeden Fall wesentlich schneller, als es das Wasser schafft, eine Wassersäule von 25 km Höhe vom Äquator zu den Polen zu transportieren.
Nicht, dass ich ein Experte in Fluidmechanik wäre, aber soviel ist klar: Die Bewegungen im Erdmantel sind absolut reibungsdominiert. Ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass der Mantel Schwung aufnimmt und mit signifikanter Geschwindigkeit herumschwappt.
Wenn ich mich bei alledem verschätze, dann habe ich mich einfach geirrt, das hat nichts damit zu tun, dass ich die Physik außer Kraft setzen will. Kann auch gut sein, dass ich mich da irre, hab ja keine Ahnung von der Materie.

Mit Deinen gerade eingeführten 1000 Jahren?
Wo hab ich 1000 eingeführt?

mac
27.07.2011, 00:49
Hallo Ich,


Von Dämonen Schmidt oder von OBI. Ist doch egal.ja, das ist wirklich egal, aber nur dann, wenn Du ihn zunächst sauber einführst und nicht erst hinterher damit rausrückst, daß und wobei Du Dir von ihm hast helfen lassen. Woher soll ich das denn sonst wissen?




Wo hab ich 1000 eingeführt?hier:

Die Aussagen zum Ozean beziehen sich auf die ersten paar tausend Jahre,







Na, schnell halt. Eine Woche, ein Jahr, sowas. Oder eine Sekunde, gleichzeitig jedes Kilo Erde auf Null gebremst.Ja, das hat Sissy ja jetzt auch präzisiert (und das hat überhaupt nix mehr mit dem zu tun, worauf ich in meinem ersten Post geantwortet habe.)




Ich glaube auch, dass die anfängliche Umformung relativ schnell vonstatten geht. Aber niemals mit Schallgeschwindigkeit.Ok, den Part mit der Schallgeschwindigkeit hätte ich bei dem Zeitmangel den ich hatte besser zunächst noch raus lassen sollen. Sie ist die für mich maximal vorstellbare Geschwindigkeit. Selbstverständlich, je nach ihrer Stärke kann die Reibung so sehr bremsen, daß ein solches Durchschwingen nicht nur völlig verhindert werden kann, sondern die Zeitkonstante auch mehr oder minder beliebig lang werden kann.




Zitat aus dem Wiki-Artikel: "Durch die enorme Zähigkeit des Mantels wird dieser Ausgleichsprozess noch einige tausend Jahre andauern, bis ein isostatisches Gleichgewicht erreicht ist." Wir haben also m.E. zwei Zeitskalen: 1) ein paar Jahre nach dem Bremsen haben sich Atmosphäre und Meere angepasst. 2) Mindestens Jahrhunderte lang bleibt die Erde ein signifikanter Ellipsoid, meiner Schätzung nach eher einige zehntausend Jahre. Nicht, dass ich ein Experte in Fluidmechanik wäre, aber soviel ist klar: Die Bewegungen im Erdmantel sind absolut reibungsdominiert. Ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass der Mantel Schwung aufnimmt und mit signifikanter Geschwindigkeit herumschwappt.Ich bin ebenso wenig Experte in Fluidmechanik und ich denke, selbst das würde nicht reichen, aber die Natur liefert ja auch einige Hinweise, mit denen man zumindest mal etwas rumspielen kann.

Zunächst mal, ganz trivial, wenn man einen Rotationsellipsoid von der Form der Erde in eine Kugelform verändert, dann wird aus dem derzeitigen Unterschied zwischen Pol- und Äquatorradius von gut 21 km nur noch eine Differenz zwischen Vorher und Nachher, von gut 7 km.

Die Fliehkraft durch die Rotation (am Äquator) ist rund 1000 mal so stark wie die Gezeitenkraft des Mondes.

Die Verformung der Erdoberfläche erfolgt mit einer Verzögerung von etwa zwei Stunden, aber immerhin mit einer Vertikalbewegung von 20 bis 30 (im Äquatorbereich sogar 50) Zentimetern aus:http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten#Weitere_Effekte_der_Gezeitenkr.C3.A4fte

Rechnet man in erster Näherung tausendfache Kraft führt zu tausendfach höherem ‚Flutberg‘ dann müßte, gäbe es keine Reibung, in 6 Stunden (Abstand von Ebbe zu Flut und umgekehrt) ein Unterschied von rund 7 m am Äquator erreicht werden.

Ich nehme für die weitere Rechnung näherungsweise an, daß die ersten 3,5 m nach der 7 fachen Zeit, also nach 42 Stunden erreicht werden und für die nächsten 1,75 m (3,5/2) wieder 42 Stunden vergehen müssen, usw.
Rechnet man diese Schritte umgekehrt in die Höhe, dann dauert es für 7000 m knapp 20 Tage. Das ist vielleicht nicht ganz so spekulativ und aus dem Bauch heraus, wie Deine Zeitangaben, aber viel besser ist es möglicherweise auch nicht.

Man kann das natürlich nicht bis in beliebige Höhen fortführen, aber bisher verformen wir ja ‚nur‘ um 0,1% des Erdradius.
Wenn ich eine zeitabhängige Kurve hätte, die den Anstieg der Erdoberfläche durch die Gezeitenkräfte zeigt, dann könnte ich es vielleicht besser nähern (kommt auf die Kurvenform an).Und gerade diese zwei Stunden Verzögerung lassen viel Raum für Spekulationen (z.B., daß sie vielleicht doch schwappen würde), wenn man die Kurvenform nicht kennt.




Wenn ich mich bei alledem verschätze, dann habe ich mich einfach geirrt, das hat nichts damit zu tun, dass ich die Physik außer Kraft setzen will.Wie gesagt, solange nur Du vom Dämon wußtest, konnten wir darüber nicht debatieren.




Kann auch gut sein, dass ich mich da irre, hab ja keine Ahnung von der Materie.das gilt genau so auch für mich.


Herzliche Grüße

MAC

FrankSpecht
27.07.2011, 01:37
Moin, zusammen,

ich hatte die Doku am Wochenende im Mediacenter von N24 (http://mediencenter.n24.de/) gesehen (unter Magazine, kann man leider nicht direkt verlinken, ist Flash).
Die Doku nannte sich "Der Tag an dem die Erde stillstand" und ist dort leider nicht mehr vorhanden.

Also, am Anfang ging es um folgendes:
Die Erdrotation wird durch irgendeine unbekannte Ursache (den Dämon) innerhalb von 5 Jahren von 1600 km/h (am Äquator) auf Null (!) abgebremst. Keine gebundene Rotation, wohlgemerkt!

Die ersten Anzeichen für eine verlangsamte Rotation tauchen in den ersten Tagen bei Positionbestimmungen und gestiegenen Temperaturen auf.
Der Rest wurde hier bereits diskutiert.

Eine andere Weltuntergangsstory ist dort noch verlinkt: "Der Tag an dem die Sonne explodiert". In der Doku werden die letzten 5 Milliarden Jahre der Sonne auf wenige Tage gerafft und wie die Menschheit damit zurecht käme ;)

Bynaus
27.07.2011, 10:11
Ich bin ebenso wenig Experte in Fluidmechanik und ich denke, selbst das würde nicht reichen, aber die Natur liefert ja auch einige Hinweise, mit denen man zumindest mal etwas rumspielen kann.

Die Natur zeigt z.B., dass es 10'000e von Jahren dauert, bis Skandinavien die Eindellung durch den Gletscher der letzten Eiszeit überwunden hat. Wenn eine kleine Delle an der Oberfläche so lange braucht, um wieder ausgeglichen zu werden, wird eine sehr viel grössere Delle an den Polen mit Sicherheit zumindest ähnliche, vermutlich aber grössere Zeiträume brauchen, um ganz ausgebügelt zu werden (möglicherweise geht es erst schneller, und dann immer langsamer, je mehr sich die tatsächliche Form der Äquipotentialfläche annähert). In dieser Zeit wird eben das Wasser an den Polen versammelt, bevor diese schliesslich, mit der zuenehmenden Entspannung der polaren "Dellen", wieder aus den Fluten auftauchen.

Entscheidend ist lediglich der Verlauf der Äquipotentialfläche im rotierenden und im ruhenden Zustand. Auf der zweiten Seite, die ich in meinem ersten Post verlinkt hatte, wird genau dies berechnet, mit dem bekannten Ergebnis.

mac
27.07.2011, 10:49
Hallo Bynaus,


Die Natur zeigt z.B., dass es 10'000e von Jahren dauert, bis Skandinavien die Eindellung durch den Gletscher der letzten Eiszeit überwunden hat. Wenn eine kleine Delle an der Oberfläche so lange braucht, um wieder ausgeglichen zu werden, wird eine sehr viel grössere Delle an den Polen mit Sicherheit zumindest ähnliche, vermutlich aber grössere Zeiträume brauchen, um ganz ausgebügelt zu werden (möglicherweise geht es erst schneller, und dann immer langsamer, je mehr sich die tatsächliche Form der Äquipotentialfläche annähert).Ja, dieses Beispiel hattest Du? schon genannt. Es leuchtet mir aber überhaupt nicht ein.

Warum?

Der Tidenhub des Festlandes wäre ohne Reibung vielleicht rund 10 m Höhenunterschied, ist aber tatsächlich nur 0,5 m in 6 Stunden. Die postglaziale Landhebung beträgt aber heute nur noch 10 mm pro Jahr.

Es ist unschwer zu erkennen, daß diese beiden Prozesse ganz unterschiedlichen Einschränkungen unterliegen und damit meiner Meinung nach der zeitliche Ablauf der postglazialen Landhebung nicht 1:1 auf den Verformungsprozess der Erde als Ganzes übertragbar ist.

Die Ursache für diesen Unterschied sehe ich in dieser Beschreibung:


Die flüssigen Bestandteile des viskosen Erdmantels flossen daraufhin seitlich ab und wölbten so die Erdkruste außerhalb der jeweiligen Eispanzer auf Beim Tidenhub gibt es kein ‚seitliches Abfließen‘, hier verformt sich die Erde als Ganzes und das geht offensichtlich erheblich schneller.

Herzliche Grüße

MAC

mac
27.07.2011, 12:09
Nochmal hallo Bynaus,


Entscheidend ist lediglich der Verlauf der Äquipotentialfläche im rotierenden und im ruhenden Zustand. Auf der zweiten Seite, die ich in meinem ersten Post verlinkt hatte, wird genau dies berechnet, mit dem bekannten Ergebnis.Ja, nur daß bei diesem Artikel das Aufgabengebiet von Ich's Dämon auf die Konstanthaltung der Form des Erdkörpers erweitert wurde. Das ist auch interessant, aber muß ebenso definiert werden, weil er von allein eben nicht mehr seine jetzige Form halten kann, wenn er nicht mehr rotiert.

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
27.07.2011, 12:49
Es ist unschwer zu erkennen, daß diese beiden Prozesse ganz unterschiedlichen Einschränkungen unterliegen und damit meiner Meinung nach der zeitliche Ablauf der postglazialen Landhebung nicht 1:1 auf den Verformungsprozess der Erde als Ganzes übertragbar ist.

Warum denn nicht? In beiden Fällen wirkt eine Kraft auf den festen Körper der Erde ein. Die Zeit, die es dauert, um die so entstandene Delle zu beheben, ist doch ein gutes Mass für die Viskosität des Erdkörpers über grosse Zeiträume. Wenn deine Vorstellung, wonach die Erde sofort (oder innerhalb sehr kurzer Zeit) vom Rotationsellipsoiden mit 21 km Differenz über den Pol zur annähernd perfekten Kugel werden sollte, wie erklärt sich in dieser Vorstellung der Umstand, dass es tausende von Jahren dauert, eine vergleichsweise geringe Überlast von 3 km Eis auszubügeln? Zur Erinnerung: Das Erdinnere ist - mit Ausnahme des äusseren Kerns - fest!

Das hier hatte ich vorher gar nicht gesehen:


Die flüssigen Bestandteile des viskosen Erdmantels flossen daraufhin seitlich ab und wölbten so die Erdkruste außerhalb der jeweiligen Eispanzer auf

Ich bin mir nicht sicher, ob ein "seitliches Abfliessen" überhaupt nötig ist. Kompression allein reicht vermutlich völlig aus. Das ist allerdings testbar: Die Hebung sollte, wenn seitliches Abfliessen stattgefunden hat, rund um Skandinavien (zumindest im Süden davon) negativ sein. Ich hab mal gesucht und diese Modelle gefunden: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/PGR_Paulson07_big.jpg

Siehe auch: http://en.wikipedia.org/wiki/Forebulge

Dort gibt es tatsächlich diese negative Hebung rund um die ehemaligen Eisschilde.


Beim Tidenhub gibt es kein ‚seitliches Abfließen‘, hier verformt sich die Erde als Ganzes und das geht offensichtlich erheblich schneller.

Doch, natürlich gibt es ein "seitliches Abfliessen": Der Äquator ist genau die Region, in die die Materie unter dem Einfluss der Rotation von den Polen her "abgeflossen" ist. Eine Aufhebung der Rotation würde zu einem Zurückfliessen der Materie polwärts führen, was mit der isostatischen Hebung durchaus vergleichbar ist. Du kannst dir ja alternativ vorstellen, die Pole seien (auf einer nicht-rotierenden Erde) von massiven Eiskappen bedeckt gewesen, die nun plötzlich weg sind - es gibt keinen Grund, warum man annehmen sollte, dass auf dieser (globalen) Grössenstufe die isostatische Hebhung plötzlich viel schneller gehen sollte als im lokalen Fall.

mac
27.07.2011, 14:58
Hallo Bynaus,


Warum denn nicht? In beiden Fällen wirkt eine Kraft auf den festen Körper der Erde ein. Die Zeit, die es dauert, um die so entstandene Delle zu beheben, ist doch ein gutes Mass für die Viskosität des Erdkörpers über grosse Zeiträume.Ja, sie ist ein Maß für die Viskosität. Nicht die des Erdkörpers, sondern mehr die Viskosität des Materials auf dem die Grönlandplatte 'aufschwimmt'.




Wenn deine Vorstellung, wonach die Erde sofort (oder innerhalb sehr kurzer Zeit) vom Rotationsellipsoiden mit 21 km Differenz über den Pol zur annähernd perfekten Kugel werden sollte, wie erklärt sich in dieser Vorstellung der Umstand, dass es tausende von Jahren dauert, eine vergleichsweise geringe Überlast von 3 km Eis auszubügeln? Dieses Material kann nun, nachdem Grönland leichter geworden ist, aus der Umgebung unter die Grönlandplatte zurückfließen. Bei solchen lokalen Vorgängen wird immer eine große Materialmenge über weite Strecken gegen die Reibung des umgebenden Materials transportiert. Wie sich das genau abspielt ist wohl ziemlich kompliziert, aber ich denke daß man ein Gespür dafür bekommt, wenn man z.B. in eine ausreichend dicke Teigschicht eine Delle drückt. Das was dabei an Material gegen Material transportiert wird, gibt wohl einen Eindruck von den Kräften und den Wegen.

Stell Dir nun folgendes vor: Du formst aus Hefeteig eine perfekte Kugel. Um aus dieser perfekten Kugel einen Rotationsellipsoid zu formen, der an den Polen einen 0,1% geringeren Durchmesser hat als am Äquator, mußt Du keineswegs Materal an den Polen abtragen und am Äquator auftragen, es genügt, diese Kugel einfach nur ein wenig rotieren zu lassen. Dabei wandert auch kein Material vom Pol zum Äquator. Die differenziellen Materialbewegungen, also Materal wird an Material vorbei transportiert, sind bei einem solchen Vorgang extem klein. Ganz anders, als wenn das Material den Weg über die Oberfläche nehmen müßte.

Wenn Du Deine Vorstellung dazu aufrecht erhalten willst, mußt Du erklären, wieso es zu einem kontinentalen Tidenhub von 0,5 m in 6 Stunden kommt, obwohl der reibungsfreie Unterschied nur 10 m betragen würde, Grönland dazu aber knapp 1000 Jahre gebraucht hat. Oder anders gesagt, für die 0,5 m für die der Tidenhub 6 Stunden braucht, braucht Grönland 50 Jahre und ist wohl auch noch immer nicht fertig damit. Allein schon aus diesem Grund finde ich Dein Gegenargument mit Grönland nicht stichhaltig.

Du schreibst nun:
Zur Erinnerung: Das Erdinnere ist - mit Ausnahme des äusseren Kerns - fest!Was bedeutet bei einem solchen Druck wie er im Erdinneren herrscht ‚fest‘?

Bedingt durch den Temperaturunterschied zwischen der Erdkruste und dem äußeren Erdkern findet im Erdmantel eine konvektive Stoffzirkulation statt, die nicht zuletzt durch die Fließfähigkeit des Mantelmaterials ermöglicht wird. aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmantel





Ich bin mir nicht sicher, ob ein "seitliches Abfliessen" überhaupt nötig ist. Kompression allein reicht vermutlich völlig aus.Wenn Du von Kompression sprichst, bist Du bei Schallgeschwindigkeit und den Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Erdbebenwellen.



Das ist allerdings testbar: Die Hebung sollte, wenn seitliches Abfliessen stattgefunden hat, rund um Skandinavien (zumindest im Süden davon) negativ sein. Ich hab mal gesucht und diese Modelle gefunden: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/PGR_Paulson07_big.jpg

Siehe auch: http://en.wikipedia.org/wiki/Forebulge

Dort gibt es tatsächlich diese negative Hebung rund um die ehemaligen Eisschilde. war das jetzt innerhalb dieses Posts eine Änderung Deiner diesen Post einleitenden Auffassung hin zu meiner Auffassung der Abläufe?

Aber das paßt dann doch noch nicht dazu:
Doch, natürlich gibt es ein "seitliches Abfliessen": Der Äquator ist genau die Region, in die die Materie unter dem Einfluss der Rotation von den Polen her "abgeflossen" ist. Eine Aufhebung der Rotation würde zu einem Zurückfliessen der Materie polwärts führen, was mit der isostatischen Hebung durchaus vergleichbar ist. Du kannst dir ja alternativ vorstellen, die Pole seien (auf einer nicht-rotierenden Erde) von massiven Eiskappen bedeckt gewesen, die nun plötzlich weg sind - es gibt keinen Grund, warum man annehmen sollte, dass auf dieser (globalen) Grössenstufe die isostatische Hebhung plötzlich viel schneller gehen sollte als im lokalen Fall.Das Beispiel mit dem Hefeball sollte es eigentlich klären. Wir reden schließlich von einer Verformung um 0,1%. Da muß, (außer dem Wasser auf der Oberfkläche) nix fließen, es genügt meiner Meinung nach derselbe Vorgang, der das Festland um 0,5 m innerhalb von 6 Stunden hebt, also das Umformen der Hefekugel ohne Material über die halbe Oberfläche zu transportieren.

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
27.07.2011, 17:55
Nicht die des Erdkörpers, sondern mehr die Viskosität des Materials auf dem die Grönlandplatte 'aufschwimmt'.

Das ist in etwa dasselbe. Das Material, auf dem die "Grönlandplatte" (die gibt es so nicht, aber ich nehme an, du meinst den Bereich der Platte, wo sich Grönland befindet - aber warum eigentlich Grönland? Grönland ist noch immer vom Eis bedeckt. Skandinavien taucht auf - Grönland irgendwann dann schon auch, aber nicht heute... Ausserdem: warum 1000 Jahre? Seit der Eiszeit und dem Abtauen des skandinavischen Eisschildes sind eher 10000 Jahre vergangen) aufschwimmt, ist in etwa dasselbe, das den ganzen Mantel - und damit den grössten Teil des Erdkörpers - ausmacht.


Dieses Material kann nun, nachdem Grönland leichter geworden ist, aus der Umgebung unter die Grönlandplatte zurückfließen.

Das klingt so, wie wenn es da oberflächennahe Materialflüsse gäbe, was sicher nicht der Fall ist. Die Platte steigt von alleine, weil sie leichter als der umgebende Mantel ist - reiner Auftrieb. Klar entsteht darunter kein Loch: aber Material wird von allen Seiten nachfliessen. Genauso ist es auch, wenn die gesamte Erde nach dem Stopp der Rotation beginnt, wieder eine Kugelform anzunehmen.


Um aus dieser perfekten Kugel einen Rotationsellipsoid zu formen, der an den Polen einen 0,1% geringeren Durchmesser hat als am Äquator, mußt Du keineswegs Materal an den Polen abtragen und am Äquator auftragen, es genügt, diese Kugel einfach nur ein wenig rotieren zu lassen. Dabei wandert auch kein Material vom Pol zum Äquator.

Natürlich wandert kein Material den GANZEN Weg vom Pol zum Äquator, und es wird nichts am einen Ende ab- und beim anderen aufgetragen. Aber alles Material der Hefekugel wandert ein klein wenig Äquatorwärts. Genauso ist es bei der Delle: das Material aus dem Forebulge wird sicher nicht den ganzen Weg in die Mitte der Delle zurückfliessen, sondern, wie oben angedeutet, der gesamte Mantel rund um die Delle bewegt sich lokal jeweils ein bisschen, bis die Delle gefüllt ist, und der Forebulge bewegt sich gleichzeitig zurück in den Mantel.

Wenn die Hefekugel zäh genug ist, wird es eine ganze Zeit dauern, bis sie unter Rotation ihre abgeplattete Form annimmt. Genauso würde es eine ähnlich lange Zeit dauern, bis sie wieder die Kugelform annehmen würde (wenn ihre Form durch Gravitation bestimmt wäre, was sie natürlich nicht ist).


Wenn Du Deine Vorstellung dazu aufrecht erhalten willst, mußt Du erklären, wieso es zu einem kontinentalen Tidenhub von 0,5 m in 6 Stunden kommt, obwohl der reibungsfreie Unterschied nur 10 m betragen würde, Grönland dazu aber knapp 1000 Jahre gebraucht hat. Oder anders gesagt, für die 0,5 m für die der Tidenhub 6 Stunden braucht, braucht Grönland 50 Jahre und ist wohl auch noch immer nicht fertig damit. Allein schon aus diesem Grund finde ich Dein Gegenargument mit Grönland nicht stichhaltig.

Darüber denke ich gerade nach. :)

Allerdings muss man sagen, dass man aufgrund dieser Argumentation auf jeden Fall davon ausgehen muss, dass es zumindest zu einer kurzzeitigen Überschwemmung der Polregionen kommen würde, wenn die Rotation sofort stoppt. Denn Wasser folgt den Gezeitenkräften offensichtlich deutlich leichter als das Land (sonst gäbe es keine Gezeiteneffekte), so dass man annehmen würde, dass das Wasser in Richtung neuer Äquipotentialfläche eilt, während das Land hinterherhinkt. Die Frage ist jetzt eigentlich nur: dauert es ein paar Stunden und Tage, bis die Kugel da ist, oder eher ein paar 10000 (oder mehr) Jahre?


Was bedeutet bei einem solchen Druck wie er im Erdinneren herrscht ‚fest‘?

Fest innerhalb der relevanten Zeiträume. Der Mantel ist zwar über Jahrmillionen plastisch (Konvektion), Glas z.B. ist das über einige Jahrhunderte gesehen auch. Trotzdem heisst das nicht, dass eine rotierende Glaskugel ihre abgeplattete Form sofort verlieren würde, wenn die Rotation stoppt.


war das jetzt innerhalb dieses Posts eine Änderung Deiner diesen Post einleitenden Auffassung hin zu meiner Auffassung der Abläufe?

Nicht zwingend. :) Mir ist nur aufgefallen, dass der Test vielleicht doch nicht so gut ist, weil es noch andere Erklärungsmöglichkeiten (etwa rigide Deformation) gibt. Aber ich melde mich wieder dazu.

UMa
27.07.2011, 19:12
Hallo Bynaus,

das bringt mich zu der Frage, bis in welche Tiefe, die Erdschichten an der Postgalzialen Hebung der ehemals eisbedeckten Gebiete beteilgt ist? Weißt du da etwas genaueres? Jedenfalls ist die Zeitskala etwas 4000Jahre (d.h. in der Zeit ist die Auslenkung etwa um den Faktor e abgeklungen), wenn ich mich richtig entsinne. Auf der anderen Seite senkt sich natürlich der Meersboden wegen der stärkeren Belastung durch das zusätzliche Wasser.
Zu den Gezeiten auf den festen Erdkörper kann ich im Moment nur sagen, dass die von MAC genannten 10m ohne Reibung mir viel zu viel erscheinen. So viel machen ja die Gezeiten im Meer nicht aus.

Grüße UMa

mac
27.07.2011, 20:45
Hallo UMa,


Zu den Gezeiten auf den festen Erdkörper kann ich im Moment nur sagen, dass die von MAC genannten 10m ohne Reibung mir viel zu viel erscheinen. So viel machen ja die Gezeiten im Meer nicht aus.diese 10 m sind, im Sinne eines worst Case von den eigentlich errechneten 7 m aufgerundet und haben mit dem darauf aufgesetzten Tidenhub der sehr dünnen Wasseroberfläche nichts zu tun.


Wie komme ich auf die 7 m?

Der (näherungsweise) Rotationsellipsoid des Erdkörpers hat in Äquatorrichtung einen rund 21 km größeren Radius als in Polrichtung.

Eine ideale Kugel mit dem selben Volumen wie der ideale Erdellipsoid hätte einen Radius, der 7 km größer ist, als der Radius des Erdkörpers in Polrichtung.

Ich gehe davon aus, daß der Erdellipsoid, wenn alle äußeren Kräfte wegfallen, eine solche Kugelform, nach welcher Zeit auch immer, erreichen würde.

Da die Kräfte, die den Tidenhub verursachen um etwa einen Faktor 1000 kleiner sind, als die Fliehkraft durch Erdrotation am Äquator, nehme ich in erster Näherung an, daß alle Effekte durch diese Gezeitenkräfte sich um eben diesen Skalenfaktor kleiner darstellen. 7 km durch die Rotation sollten dann in 7 m durch die Gezeitenkräfte münden, wenn es dabei zu einem Gleichgewicht käme. Tatsächlich sind es ‚nur‘ 0,5 m. Der Rest wird sicher durch Reibung des Erdmaterials in den 6 zur Verfügung stehenden Stunden verhindert. Das ist aber trotzdem um viele Größenordnungen schneller, als es die entsprechenden Krustenplatten nach Oben schaffen.

Das Ozeanwasser kann an dieser Sache nicht so ungehindert teilnehmen wie Du oben anscheinend annimmst. Es wird von der Erdoberfläche um diese 0,5 m (am Äquator) angehoben, aber der Rest müßte aus den weit entfernten Gebieten heranströmen, die im Moment weniger stark von den Gezeitenkräften betroffen sind und das dauert viel länger als Zeit dafür ist. Es ist darüber hinaus ja auch nicht so, daß diese 7 m nur als Differenz zwischen Erdboden und Wasserspiegel aufgetürmt werden könnten.


Die Gezeitenkräfte ändern sich an verschiedenen Orten der Erdoberfläche infolge der Erddrehung regelmäßig und heben und senken die Meeresspiegel periodisch. Der beispielsweise vom Mond verursachte Hub ist nur etwa 30 cm, die damit verbundenen Wasserströmungen führen aber an den Meeresküsten zum Anstieg und Abfall des Wasserspiegels in der Größenordnung von Metern. An einzelnen Stellen können bei entsprechender Küsten- und Meeresbodenform resonante Schwingungen mit besonders großem Tidenhub (Abbildung, Bay of Fundy) entstehen.aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten



@Bynaus, ich hab immer Grönland geschrieben und weiß jetzt auch nicht mehr wieso ich auf Grönland komme. Tatsächlich geht es dabei ja um:
Nordeuropa, Ostsibirien (Westsibirien war nicht vergletschert) und Nordamerika waren vor mehr als 11.000 Jahren für Jahrhunderte von bis zu 3 Kilometer dicken Eispanzern bedeckt. Das Gewicht des Eises ließ die betroffene Erdkruste in den Erdmantel sinken.aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Postglaziale_Landhebung#Ursachen_und_Ablauf

Herzliche Grüße

MAC

Ich
27.07.2011, 21:43
Ich hatte zuwenig Zeit, mich mit der Sache zu beschäftigen. Deshalb hier nur ein Zwischenstand:
- Die Viskosität im Erdmantel ist in der Tat enorm, ~10^20-10^22 Pa*s. Ich hab auch noch eine zweite Quelle gefunden, die behauptet, dass die langsame Postglaziale Hebung auf Viskosität zurükzuführen ist - also nicht auf z.B. eine starre Erdkruste, die sich widersetzt. Das spräche für eine langsame Umformung.
- Macs Argument mit der Gezeitenwirkung auf die Erde ist ziemlich durchschlagend. Ich könnte mir noch vorstellen, dass das einer elastischen Verformung entspricht, die auch bei längerer Wirkung der erzeugenden Kraft nicht sehr viel größer würde. Zum Beispiel könnten 10% der Oblate recht zügig abgebaut werden durch Festkörperverformung, der Rest würde dann langsam durch Umverteilung von Material im Erdmantel geschehen. Auf jeden Fall bin ich wesentlich unentschiedener als am Anfang.
Ich habe noch keine definitiven Aussagen gefunden, was denn Erdmodelle zu dem Fall sagen würden. Ich werde noch ein bisschen schauen, aber dann Farin Urlaub.

mac
27.07.2011, 22:34
Hallo Ich,


Ich hatte zuwenig Zeit, mich mit der Sache zu beschäftigen. Deshalb hier nur ein Zwischenstand:das ist gut! Ich hatte schon die leise Befürchtung, daß ich Dich vergrault haben könnte.



Die Viskosität im Erdmantel ist in der Tat enorm, ~10^20-10^22 Pa*s. Ich hab auch noch eine zweite Quelle gefunden, die behauptet, dass die langsame Postglaziale Hebung auf Viskosität zurükzuführen ist - also nicht auf z.B. eine starre Erdkruste, die sich widersetzt. Das spräche für eine langsame Umformung.Hm. Ich gehe dabei auch von Viskosität aus, aber eben auch eine (in Relation zu den Massen und Bewegungen relativ große differenzielle Bewegung der Massen aneinander vorbei und eine dazu relativ kleine Kraft, immer verglichen zur ganzen Erde)



Macs Argument mit der Gezeitenwirkung auf die Erde ist ziemlich durchschlagend.Endlich spricht‘s mal einer aus! :D ;)
Na, die Smilies sind aber auch nicht mehr das, was sie mal waren. Die beiden kann ich kaum noch voneinander unterscheiden. Zur Sicherheit: Es waren diese beiden gemeint: :-)) ;-)



Ich könnte mir noch vorstellen, dass das einer elastischen Verformung entspricht, die auch bei längerer Wirkung der erzeugenden Kraft nicht sehr viel größer würde.Ja! Mit den mir bisher bekannten Daten könnte ich das nicht voneinander unterscheiden. Ich habe zwar immer noch etwas Hoffnung an einen zeitlich aufgelösten Verlauf dieses Tidenhubes zu kommen, aber auch dann können die potentiellen Unterscheidungsmerkmale immer noch völlig maskiert sein durch was weiß ich alles für Einflußgrößen.

Ich bin auch immer noch in Gedanken bei einem vereinfachten Rechenmodell für die dabei wirkenden Kräfte und (differenziellen) Wege, die ja die entscheidende Rolle beim Viskositätseinfluß spielen, aber bisher kann ich noch nicht mal sagen ob mir sowas überhaupt gelingt und wenn, mit welchem Zeitaufwand.


, aber dann Farin Urlaub.Na, wenn ich bis dahin keine Zeit mehr haben sollte mich weiter um dieses Thema zu kümmern, wünsche ich Dir auf jeden Fall einen Schönen solchen!

Herzliche Grüße

MAC

UMa
28.07.2011, 09:23
Hallo,

ich möchte erstmal auf den englischen Wikipediaeintrag aufmerksam machen
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth_tide

Grüße UMa

UMa
29.07.2011, 11:02
Hallo MAC, hallo zusammen,

am Anfang dachte ich, "Ich" hat Recht, aber jetzt bin ich mir nicht mehr so sicher.

Also ich versuche nochmal zusammenzufassen:

Am Anfang rotiert die Erde nicht mehr, ist aber noch in ihrer heutigen Form.

Nach dem Modell von Bynaus&"Ich" gibt es eine langsame plastische Verformung und die Erde geht allmählich im Laufe der Jahrtausend von der abgeplatteten Form in deine Kugelförming über. Vergleichsbeispiel ist die postglaziale Landhebung. Davon wird offenbar auch in der Doku ausgegangen.

Nach dem Modell von MAC ist die Verformung elastisch, wie bei den Gezeiten des festen Erdkörpers. Dabei hüpft sie mit einer Periode von einigen Stunden um die Kugelform herum wie ein Gummiball, wobei die Amplitude der Schwingung von einigen km wegen der Reibung langsamm abklingt, so vielleicht um 5% pro Schwingung.

Grüße UMa

PS: Ich habs nachgerechnet, die 10m kommen größenordungmäßig hin. Unter der Annahme von Punktmassen im Zentrum komme ich für den Mond auf 32.3m peak to peak, was zwar bei nichtpunktförmiger Masseverteilung etwas kleiner werden dürfte, aber immer noch weit über den Beobachtungen der Meeresgezeiten liegt. Irgendetwas muss da falsch sein ... , aber ich komme nicht drauf.

Ich
29.07.2011, 22:04
am Anfang dachte ich, "Ich" hat Recht, aber jetzt bin ich mir nicht mehr so sicher.
Mir geht's ähnlich.


Nach dem Modell von MAC ist die Verformung elastisch, wie bei den Gezeiten des festen Erdkörpers. Dabei hüpft sie mit einer Periode von einigen Stunden um die Kugelform herum wie ein Gummiball, wobei die Amplitude der Schwingung von einigen km wegen der Reibung langsamm abklingt, so vielleicht um 5% pro Schwingung.
Das glaube ich aber beim besten Willen nicht. Ich bin auch nicht sicher, dass das macs Vorstellung ist.
Ich kann mit den Größenordnungen immer noch nichts anfangen, aber die Erde ist wirklich hochviskos. Was dann passiert, wenn der ganze Planet in Wallung gerät, weiß ich nicht. Ich gebe noch nicht auf und schließe mich noch nicht mac an. Dafür weiß ich zuwenig, und diese postglaziale Landhebung, vod der ich ausgegenangen bin, war ja auch ein eher globales Ereignis, aber eben auf einer ganz anderen Zeitskala. Da mag schon auch was dran sein.
Man sollte mal jemand fragen, der sich auskennt.

mac
30.07.2011, 11:23
Hallo UMa und Ich,


Nach dem Modell von MAC ist die Verformung elastisch, wie bei den Gezeiten des festen Erdkörpers. Dabei hüpft sie mit einer Periode von einigen Stunden um die Kugelform herum wie ein Gummiball, wobei die Amplitude der Schwingung von einigen km wegen der Reibung langsamm abklingt, so vielleicht um 5% pro Schwingung.
Ich bin auch nicht sicher, dass das macs Vorstellung ist.Ich glaube nicht, daß die Erdkugel auf ein solches Ereignis eine nahezu rein elastische Antwort gäbe, also für die 5% Dämpfung pro ‚Umlauf‘, die UMa hier ins ‚Spiel‘ bringt, sehe ich keinen Anhaltspunkt. Aber ich glaube immer noch das was ich ganz am Anfang geschrieben hatte, wenn die Abbremsung nicht schlagartig sondern sanft (also viele Jahre bis Jahrzehnte) dauern würde, dann wären die Veränderungen der Wasserverteilung auf der Erde bei Weitem nicht so dramatisch wie beschrieben. Das heißt aber nicht, daß der Rest nicht trotzdem alle unsere bisherigen Erfahrung völlig in den Schatten stellen würde. (das war ganz bewußt keine quantitative Aussage)


Man sollte mal jemand fragen, der sich auskennt.Das ist eine gute Idee. ;-)) Gute Kontakte vermute ich da auch bei Bynaus.

Herzliche Grüße

MAC

PS Interessant in diesem Zusammenhang ist der deutsche Wiki-Artikel http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten#Weitere_Effekte_der_Gezeitenkr.C3.A4fte
PPS Ich kann nur sporadisch antworten, weil ich gerade dabei bin die gut 60 Arbeitsstunden der vergangenen Woche jetzt am Wochenende noch auf 80 Stunden aufzustocken.

UMa
02.08.2011, 16:56
Hallo MAC, hallo "Ich",

leider kenne ich mich auch nicht richtig aus. Die 5% sind ungefähr die Größenordnung der Dämpfung bei den Gezeiten.
Ein Paper was in diesem Zusammenhang immer wieder zitiert wird ist
Goldreich, P., & Soter, S. 1966, Icarus, 5, 375

Grüße UMa

Edit: Oder mal 2*pi, ich bin mir in der Definition des tidal quality factors noch nicht sicher. dann wäre die Dämpfung erheblich größer.