Mis juhtub, kui meie süsteemi täht Päike järsku kustub?

Jäätunud puu. Pilt on illustreeriv Foto: shutterstock.com

Ameerika Ühendriikide kosmoseagentuuri NASA kliimateadlane Chris Colose pani mudeliuuringu arvutustes kogemata nulli valesse kohta, mille tõttu ta simulatsioon ei kujutanud Päikese kustumise järgset võimalikku, vaid üsna hüpoteetilist olukorda.

Internetis levivate teooriate järgi lõppeks elu Maal pärast Päikese kustumist ülikiiresti, vaid mõne nädalaga. Tõde on aga hoopis midagi muud.

Parasvöötmes tekiks igikestev talv kiiremini kui troopilistel aladel, kus talve tekkeks võib kuluda umbes 10 – 11 aastat. Seda on keeruline teada saada, kuna ookeanide jäätumine sõltub nii vee segunemisest kui soolsusest.

Ühe variandi pakkus välja NASA kliimateadlane Chris Colose, kes sai selle eksimuse teel.

Colose kirjutas 2018 Twitteris, et ta pani Päikese kustumise uuringu mudeliarvutustes 0 valesse kohta, mille tõttu simulatsioon ei kujutanud realistlikku olukorda, vaid spekulatsiooni, milles Päike ei kustu järk-järgult, vaid äkki.

Maa ja Päike. Pilt on illustreeriv Foto: shutterstock.com

Colose sõnul näitas tema simulatsiooniapsakas, et Päikese kiirel kustumisel kuluks umbes neli aastat enne, kui ookeanid hakkaksid ulatuslikult jäätuma. Kuluks veel umbes 11 aastat enne, kui suurte veekogude pinnad jäätuksid ka troopilistel aladel.

Ookeanide jäätumiseks põhjani kuluks miljoneid aastaid.

Colose sõnul jääks Maa keskmine temperatuur esimese nelja aasta jooksul vahemikku -10 kuni -15 kraadi, ta võttis arvesse nii mandreid kui meresid. Mandritel muutuksid võrreldes ookeanidega tingimused kiiresti väga jahedaks.

Kui keskmine temperatuur merede kohal oleks näiteks +5 kraadi, tähendaks globaalne keskmine temperatuur -10 kraadi mandritel 45 kraadi alla nulli.

NASA kliimateadlase hinnangul võtab suurte veekogude külmumine aega ning kliimaerinevuste põhjal võib eeldada, et põhja- ja lõunapoolsete merealade külmumine algab mingil määral varem.

Kliimamudelid on erinevad ja Colose kasutatud mudeli andmed kajastavad merefüüsikat erinevalt kui teised mudelid. Ülioluline on see, kuidas toimub merevee segunemine ja kuidas see mõjutab jäätumist.

NASA teadlase sõnul on külmumise arvutamiseks vaja teada mere soojuskadu pindalaühiku kohta.

Kui Päike peaks kustuma, kestaks elu Maal veel mõnda aega. Küll pimedas, aga siiski jätkuks.

Ookeanid segunevad pika aja jooksul tavaliselt umbes 200 meetrini. Sellest sügavusest algab termokliin, see tähendab soojades piirkondades temperatuuri hüppekihti, kus temperatuur langeb sügavamale minnes kiiresti.

Kui Päike peaks kaduma, oleks täiesti ebareaalne eeldada, et sooja troopilist pinnavett jääks alles.

Vaikse ookeani kõige soojemates piirkondades on pinnavesi umbes 29 kraadi ehk umbes 31 kraadi üle külmumispunkti. 200 meetrit korda 31 kraadi korda soojusvõimsus 4,18 kJ/kg/K võrdub 26 gigadžauli ruutmeetri kohta.

Kui Päike kustub, jahtub Maa kosmosesse kiirusega 340 vatti ruutmeetri kohta. See näitaja põhineb asjaolul, et Maa temperatuur on Päikese kiirgusega tasakaalus.

Kuidas see näitaja muutub mandrite jahenedes, pole päris selge. Teada on, et Maa keskmise temperatuur alanedes vähenevad atmosfääri ülemise osa kiirguskaod. Jääkülmadelt mandritelt voolav õhk hakkab meresid jahutama.

Kui ookeanide keskmine jahutumiskiirus oleks 300 W/m², siis külmuksid veekogud 1000 päeva ehk umbes 3 aasta jooksul.

See arv ei vasta ilmselt tõele. Võimalik, et Vaikse ookeani troopilises piirkonnas ei seguneks umbes +2 kraadi põhjavett täielikult, hüppekihi ja põhjavee vahel oleks umbes 1-kilomeetrine kiht, milles temperatuur on vahemikus +2 kuni +10 kraadi või keskmiselt umbes +6 kraadi.

Kui see kiht jahtuks lõpuks +2 kraadini, kuluks veekogu külmumisele vähemalt 4,5 aastat.

Et kogu veemass kuni 5 kilomeetri sügavusel jõuakse külmumistemperatuurini -2 kraadi, kuluks 13 aastat.

Arvestades asjaolu, et kui suured on mere soojuskaod, kujuneb külmumisperioodiks 4–15 aastat. Colose simulatsiooni 11 aastat jääb sellesse vahemikku.

Ülaltoodud arvutuste puhul võeti arvesse, et merevesi on kõige tihedam külmumispunktis, mis on täpselt –1,9 kraadi. 

Pooleldi jäätunud meri. Pilt on illustreeriv Foto: shutterstock.com