Пони: физиология, демография, культура
Дополнение «Происхождение планеты»
Учитывая число звёзд в нашей галактике (200 миллиардов) и число галактик в видимой нами вселенной (сотни миллиардов), плюс к этому одни для всех физические законы, определяющие развитие жизни — кажется неизбежным, что где-то далеко-далеко живут маленькие цветастые лошадки.
Впрочем, вселенная «Янтаря» только на уровне механики и термодинамики подобна нашей. На уровне квантово-механических систем в мире пони хватает странных явлений. Но всё же именно термодинамика с классической механикой определяют развитие макроструктур.
Происхождение звёзд и планет, это полный хаоса, неравновесных процессов — но всё же бесконечно прекрасный спектакль. Очень рекомендую статью «Происхождения планет» на Элементах — мои рассуждения ниже лишь дополняют её.
Элементарный состав планеты:
Энергия и масса эквивалентны. Элементы легче железа склонны к синтезу, при этом часть их массы переходит в энергию. Элементы тяжелее, наоборот, при синтезе эту энергию накапливают в массе, а затем постепенно распадаются.
Железо — самый стабильный из элементов в нашей вселенной.
Элементы до железа (включительно) создаёт нуклеосинтез сверхновых звёзд, элементы тяжелее железа образуются при взрывах нейтронных звёзд. Наше Солнце — звезда третьего поколения, оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений.
Возраст Солнечной системы — 4 567 миллионов лет. И Солнце и Земля появились одновременно, из туманности, оставшейся на месте взрыва древней сверхновой. Взрыв звезды оставил немало металлов: ядро нашей планеты — на 80% железное. Также в его составе хватает кремния, никеля, кислорода и серы, а прочих элементов значительно меньше.
Когда планета ещё не обладала твёрдой корой тяжёлые элементы под действием гравитации собирались в ядре, а лёгкие всплывали к поверхности.
Масса Земли — 5.97*10^21 тонн.
Элементы мантии Земли (по массе):
Масса мантии Земли — 4*10^21 тонн (67% массы планеты).
Кислород — 44.8%
Кремний — 21.5%
Магний — 22.8%
Железо — 5.8%
Алюминий — 2.2%
Кальций — 2.3%
Натрий — 0.3%
Калий — 0.03%
Массовые доли основных элементов в земной коре (континентальной):
Масса земной коры — 2.8*10^19 тонн (0.469% массы планеты, 38% от массы Луны).
Кислород — 49.13%
Кремний — 26%
Алюминий — 7.45%
Железо — 4.65%
Кальций — 3.25%
Натрий — 2.4%
Калий — 2.35%
Магний — 2.35%
Водород — 1%
Титан — 0.61%
Углерод — 0.35%
Хлор — 0.2%
Фосфор — 0.125%
Сера — 0.1%
Марганец — 0.1%
Фтор — 0.08%
Барий — 0.05%
Азот — 0.04%
И, наконец, ценные металлы:
Медь — 0.0047%
Цинк — 0.0083%
Свинец — 0.0016%
Никель — 0.008%
Кобальт — 0.004%
Олово — 0.00025%
Серебро — 0.000007%
Ртуть — 0.000007%
Золото — 0.00000000043%
Происхождение тяжёлых элементов:
Золото и элементы с большим массовым числом, вероятно, синтезируются при столкновении нейтронных звёзд.
Большая часть запаса элементов тяжелее железа в земной коре — следствие «Поздней метеоритной бомбардировки» — события, случившегося 3.8 миллиарда лет назад, когда сформировались многие кратеры на луне.
Проверка:
Каждый день на Землю оседает от 5 до 300 тонн космической пыли. Другие способы измерения дают число 100-300 тонн: «Getting a Handle on How Much Cosmic Dust Hits Earth».
Если считать средним значением 200 тонн.
1 год = 365.242199 суток
За год получается — 73 048 тонн. Метеоритов в год падает не больше 6 тонн.
За тысячу лет планета вырастет на 73*10^6 тонн. За миллион лет — 73*10^9 тонн. За миллиард — 73*10^12 тонн. За 3.8 миллиарда — 277.584*10^12 тонн (0.001% от массы коры).
Площадь Земли — 0.51*10^15 м²; средняя плотность верхней земной коры — 2 700 кг/м³.
Объём десятиметрового слоя земной коры — 5.1*10^15 м³; масса — 13.77*10^18 килограмм (13.77*10^15 тонн).
Масса космической пыли за 3.8 млрд лет — 0.277*10^15 тонн (2% от массы десятиметрового слоя коры).
За 3.8 миллиарда лет на Землю осел слой всего лишь в 20 сантиметров космической пыли. Теория внеземного происхождения тяжёлых элементов выглядит правдоподобной лишь только если в период «Поздней бомбардировки» Земля попала в очень плотный метеоритный поток.
Число метеоритных осадков в тот период считается равным — 1-2*10^9 тонн в год, или 2*10^17 тонн за весь период. Это значит, что метеоритное вещество сформировало 0.7% массы земной коры, или слой толщиной в 145 метров. Разумеется, это был не равномерный слой, да и за миллиарды лет геологического развития планеты всё изрядно перемешалось.
«Terrestrial Late Heavy Bombardment (TLHB) – evidences and questions» — прямая ссылка, формат PDF.
Other estimations of accretion of extraterrestrial matter gives 1-2*10^15 g/year or 2-4*10^-4 g/cm².
This huge mass of extraterrestrial matter (for all surface of the Earth it could be 2*10^20 kg) gives avery small percentage increase in total mass of the Earth.
Быть может именно эта метеоритная бомбардировка создала на Земле условия для зарождения жизни. Ведь тяжёлые элементы, пусть в небольшом количестве, для белковых созданий очень важны.
Впрочем, парадокс Ферми это не объясняет.