Рэндалл Манро - А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы

15 баллов по шкале Рихтера

ВОПРОС: А что, если в Америке (скажем, в Нью-Йорке) случится землетрясение силой 15 баллов по шкале Рихтера? А 20 баллов? А 25?

ОТВЕТ: Шкала Рихтера, которую сейчас заменила шкала магнитуды землетрясений[173], измеряет энергию, которая выделяется при землетрясении. Это шкала не ограничена, но поскольку обычно мы слышим о землетрясениях силой от 3 до 9 баллов, многие люди, скорее всего, считают, что она ранжирована от 1 до 10.

На самом деле десятка – не предел шкалы, но вполне могла бы им быть. Землетрясение в 9 баллов уже влияет на вращение Земли в степени, которую можно замерить. Два землетрясения мощностью 9 или более баллов, произошедших в этом столетии, изменили продолжительность суток (пусть и на мельчайшую долю секунды).

Землетрясение в 15 баллов привело бы к выделению примерно 10³² Дж энергии, что примерно равно гравитационной энергии, которая не позволяет Земле развалиться на части. Можно сказать, что «Звезда смерти» вызвала на Альдераане землетрясение в 15 баллов.

Теоретически на Земле могло бы случиться и более сильное землетрясение, но на практике это означало бы только, что расширяющееся облако обломков будет более горячим.

Солнце, гравитационная энергия которого выше, могло бы пережить землетрясение мощностью 20 баллов (хотя это почти точно спровоцировало бы вспышку сверхновой). Такова мощность самых сильных землетрясений в пределах известной нам Вселенной (они происходят в сверхтяжелых нейтронных звездах). Такой выброс энергии примерно соответствовал бы энергии одновременного взрыва собранных вместе водородных бомб, равных по объему Земле.

Мы много говорим о грандиозных и опасных событий, но как насчет «хорошего конца» шкалы? Может ли случиться землетрясение мощностью в 0 баллов?

Да! На самом деле, шкала Рихтера опускается «в хорошую сторону» даже ниже нуля. Давайте рассмотрим варианты землетрясений с низкой мощностью и представим себе, что случилось бы с вашим домом.

Мощность = 0

Команда «Даллас Ковбойз» с разбегу врезается в стену гаража вашего соседа.

Мощность = −1

Один футболист врезается в дерево в вашем саду.

Мощность = −2

Кошка падает с комода

Мощность = −3

Кошка роняет телефон с тумбочки

Мощность = −4

Монетка падает со спины собаки

Мощность = −5

Нажатие клавиши на клавиатуре IBM Model M.

Мощность = −6

Нажатие клавиши на современной клавиатуре.

Мощность = −7

Перышко опускается на землю.

Мощность = −8

Песчинка падает в кучку песка в нижней части маленьких песочных часов.

…и давайте сразу перескочим на

Мощность = −15

Пылинка приземляется на стол.

Приятно иногда для разнообразия не уничтожить мир.

Слова благодарности

Книгу, которую вы держите в руках, мне помогали писать многие. Спасибо моему редактору Кортни Янг за то, что она с самого начала читала xkcd и была с этой книгой до конца. Спасибо разным потрясающим сотрудникам издательского дома Houghton Mifflin Harcourt, благодаря которым книга увидела свет. Спасибо Сету Фишмэну и Гернертам за терпение и неутомимость.

Спасибо Кристине Глисон за то, что она сделала из этой книги именно книгу, – хотя для этого ей приходилось в три часа утра расшифровывать мои каракули про астероиды. Спасибо специалистам, которые помогали мне отвечать на вопросы, в частности Ройвену Лазарусу и Эллен Макманис (радиация), Элис Каанта (генетика), Дереку Лоу (химические вещества), Николь Гульюччи (телескопы), Иэну Маккею (вирусы) и Саре Гиллеспи (пули). Спасибо davean, благодаря которому все это увидело свет, но который ненавидит внимание и, возможно, будет недоволен даже тем, что я его упомянул.

Спасибо ребятам из IRC за комментарии и правку, спасибо Финну, Эллен, Аде и Рики за то, что они прочитали все присланные вопросы и отбраковали те, которые были про Гоку. Спасибо и самому Гоку – персонажу аниме, обладающему, похоже, безграничной силой: он спровоцировал сотни вопросов, пришедших на сайт «А что, если?» – хотя я все равно отказался смотреть аниме-сериал Dragon Ball Z, чтобы ответить на них.

Спасибо моей семье за то, что она научила меня отвечать на абсурдные вопросы, многие годы терпеливо отвечая на мои. Спасибо отцу за то, что он научил меня измерениям, и матери за то, что научила меня понимать модели. И спасибо моей жене, которая научила меня быть сильным, смелым и разбираться в птицах.

Источники и ссылки

Merlis, Timothy M., and Tapio Schneider. Atmospheric dynamics of Earth-like tidally locked aquaplanets // Journal of Advances in Modeling Earth Systems 2 (December 2010). DOI:10.3894/ JAMES.2010.2.13.

What Happens Underwater During a Hurricane?

http://www.rsmas.miami.edu/blog/2012/10/22/what-happens-under-water-during-a-hurricane

Behavior of spent nuclear fuel in water pool storage.

http://www.osti.gov/energycitations/servlets/purl/7284014-xaMii9/7284014.pdf

Unp lanned Exposure During Diving in the Spent Fuel Pool // SciTech Connect

http://www.isoe-network.net/index.php/publications-mainmenu-88/isoe-news/doc_download/1756-ritter2011ppt.html

Mapping the World’s Population by Latitude, Longitude // GOOD

http://www.good.is/posts/mapping-the-world-s-population-by-lati-tude-longitude

http://www.wickedlasers.com/arctic

Таблица на с. 9 (страница в печатном варианте 15, pdf-файле 15)

http://www.epa.gov/opptintr/aegl/pubs/arsenictrioxide_p01_tsddelete.pdf

What if everyone jumped? // Dot Physics

http://scienceblogs.com/dotphysics/2010/08/26/what-if-everyone-jumped/

If everyone in China jumped off chairs at once, would the earth be thrown out of its orbit? // Straight Dope

http://www.straightdope.com/columns/read/142/if-all-chinese-jumped-at-once-would-cataclysm-result

How many habitable planets are there in the galaxy? // Disсover http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2010/10/29/how-many-habitable-planets-are-there-in-the-galaxy

Determination of Skin Burn Temperature Limits for Insulative Coatings Used for Personnel Protection

http://www.mascoat.com/assets/files/Insulative_Coating_Evaluation_NACE.pdf

The Nuclear Potato Cannon Part 2

http://nfttu.blogspot.com/2006/01/nuclear-potato-cannon-part-2.html

Wind Turbine Lubrication and Maintenance: Protecting Investments in Renewable Energy

http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2013/05/wind-turbine-lubrication-and-maintenance-protecting-investments-in-renewable-energy

McComas, D. J., J. P. Carrico, B. Hautamaki, M. Intelisano, R. Lebois, M. Loucks, L. Policastri, M. Reno, J. Scherrer, N. A. Schwadron, M. Tapley, and R. Tyler. A new class of long – term stable lunar resonance orbits: Space weather applications and the Interstellar Boundary Explorer// Space Weather, 9, S11002, doi: 10.1029/2011SW000704, 2011.

Swift, G. M., et al. In-flight annealing of displacement damage in GaAs LEDs: A Galileo story // IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 50, Issue 6 (2003).

Geothermal Binary Plant Operation and Maintenance Systems with Svartsengi Power Plant as a Case Study

http://www.os.is/gogn/unu-gtp-report/UNU-GTP-2002-15.pdf

Lecture L14-Variable Mass Systems: The Rocket Equation

http://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dy-namics-fall-2009/lecture-notes/MIT16_07F09_Lec14.pdf

[2.4] Attack Flogger in Service

http://www.airvectors.net/avmig23_2.html#m4

Otis: About Elevators

http://www.otisworldwide.com/pdf/AboutElevators.pdf

National Weather Service: Wind Chill Temperature Index

http://www.nws.noaa.gov/om/windchill/images/wind-chill-brochure.pdf

Prediction of Survival Time in Cold Air: см. таблицы на с. 24

http://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/zba6/p144967.pdf

Linda D. Pendleton. When Humans Fly High: What Pilots Should Know About High-Altitude Physiology, Hypoxia, and Rapid Decompression.

Currency in Circulation: Volume