KESKUSTELU

En sanoisi noin. Kysymyksessä on koe ja mittaukset. Merissä on tietenkin vettä, jonka tiheys vaihtelee ja kerrokset asettuvat painovoiman johdosta tiheyden määräämiin kerroksiin. Näyttää siltä, etteivät merentutkijan tunne difuusiolaskuja. Itse en niitä vielä? hallitse, mutta olettaisin että esimerkiksi matalassa Itämeressä happea menee pohjalle diffuusin vaikutuksesta ja samoin lämpöä diffusoituu kerrosten välillä.
Myös tuulet ja ilmanpaineen vaihtelut sekoittavat Itämeren vettä pohjia myöten. Koska pintavesi liikkuu, pohjavesi liikkuu myös taatusti kitkan vaikutuksesta. Virtaukset ovat niin hitaita, ettei niitä voi mitata. Siksi merentutkijat olettavat ettei niitä ole ollenkaan. Pohjan happitilanne kerrostuneissa vesissä riippuu myös hapen kulutuksesta ja diffuusiosta.

Valtamerissä tapahtuu virtauksia myös pohjalla, on aivan selvä asia. Muutoin aikakausien kuluessa pohjan lämpötila olisi lämpödiffuusion johdosta sama kuin pintaveden. Entropiat olisivat tasoittuneet. Kun näin ei ole, niin on todistetusti kylmää vettä virrannut napa-alueilta pohjalle. Kierto voi olla niin hidasta, ettei sitä pysty mittaamaan.

Onko tottakin?



Tässä on kuva Atlantin ja Tyynen valtameren vesien kerrostuneisuudesta leveysasteittain. Ylempi Atlantti.

AABW = Antarctic Bottom Water
AAIW = Antarctic Intermediate Water
NADW = North Atlantic Deep Water



Kyllähän se diffuusioikin vaikuttaa merissä. Se on vain niin mitätön vaikutukseltaan, että useimmiten se jätetään huomiotta.

Tuosta kuvasta näkee, että 90 % valtamerten syvästä vedestä muodostuu navoilla. Siis jotta vesi ylipäänsä pääsisi vajoamaan syvemmälle valtameressä, sen täytyy kiertää arktiselle alueelle ja jäähtyä 0 asteiseksi.

Ilmastoon vaikuttavaa vesimassaa on vain pari sataa metriä valtamerien pintavesistä. Tuossa ylemmässä kuvassa se on merkitty punaisella.

Noissa kuvissa on kyllä jotakin pahasti pielessä, jos värien on tarkoitus kuvata lämpötiloja, ja jos alalaidan värikoodisto kuvaa lämpötiloja yksiköllä °C.

Luultavasti oikeampi kuva olisi seuraava:

Taisi tulla suolapitoisuutta esittävä kuva lämpötiladatan sijaan.

Kuitenkin noitten kahden kuvan perusteella ymmärtää kyllä miksi se kylmempi ja tiheämpi vesi valuu pohjalle.

Suurempi mysteeri on, miksi se nousee sieltä aikanaan ylöspäin.

Kun joskus vuosia sitten lueskelin näitä dokumentteja, yhtenä syynä esitettiin vulkaanista toimintaa ja geotermistä energiaa. Nykyään se näkyy tippuneen pois vaihtoehtojen joukosta.

Eivät ole valtameritutkijat ilmeisesti löytäneet Eteläiseltä Tyyneltämereltä tarpeeksi isoa tulivuorta. Tuo Tongan tulivuori, mikä esiintyy eräässä alkupuolen viestissä, taitaa olla vielä liian pieni mysteerin ratkaisuksi.

Mutta unohti linkin.

geologia-maa-meri-ja-ilma-f7/gerlich-tscheuschner-2009-t38448.html

Jos navoilla kylmää raskaampaa vettä painuu pohjalle, niin se työntää siellä olevan veden pois ja pohjan vettä on virrattava ylös, koska vesi on lähes kokoonpuristumatonta. Ei siinä ole mitään mysteerejä. Mitään vedenalaisia tulivuoria ei tarvita tällaiseen kiertoon.

Kylmä merenpohja on seurausta siitä, että navoilla merivesi jäähtyy ja painuu pohjalle. Kierto on niin hidasta, että sitä on mahdoton mitata. Jos tämä kierto loppuisi, noin 100 000 vuoden kuluttua merien pohjalla olisi keskilämpöistä vettä, koska pintalämpö olisi siirtynyt johtumalla pohjalle.

Miksi tapahtumisen hitaus tekee mittaamisen mahdottomaksi?

Kysymys osoittaa, ettet tiedä mittaamisesta paljoakaan ja tuskin ymmärrät seuraavaakaan.
Kuun etääntyminen maasta pystytiin selvittämään vasta, kun sinne saatiin laser-heijastin ja etäisyys saatiin mitattua riittävän tarkasti. Kuu etääntyy maasta 3,8 cm/vuosi, siis hitaasti. Kun etäisyys on 384 000 km, niin etäisyys pitää pystya mittaamaan 1/3 metrin tarkkuudella, jotta etääntyminen voidaan havaita 10 vuodessa.
Mietipä onko mitään teknistä mahdollisuutta mitata meren pohjan virtausta, joka olisi 10 cm/vuosi.

Eli vastauksesi on se, että tapahtuman hitaus ei vaikutakaan siihen, että onko mittaaminen mahdollista. Tuossa Kuun tapauksessakin ratkaiseva tekijä oli sen heijastimen saaminen Kuun pinnalle, eikä se liity mitenkään siihen, että Kuu etääntyy Maasta hitaasti.


Eli mielestäsi ei ole mahdollista mitata sellaista jonka nopeus on 10cm vuodessa mutta Kuun etääntyminen 3,8cm vuodessa on mahdollista mitata?

Huomautan nyt heti alkuun, että tämä teksti on enemmän ääneen ajattelua, kuin todellista teoriaa ja kirjoitan tämän lähinnä siksi, että ääneen ilmaistu ehkäpä johtaa oikaisuihin tai herättää jonkin aivan uuden ajatuksen.

Kun puhutaan, että vesi järjestyy isoissa astioissa tiheyden mukaan, niin silloin ei puhuta syystä vaan seurauksesta. Syy tiheyden muutoksiin on jossakin toisaalla ja näin ollen myös syy veden kerrostumiseen.

Toisaalta kun asiasta kirjoittaa jotakin, lukijan on hyvä pitää mielessä, että vesi on äärettömän harvoin puhdasta vettä, vaan siihen on aina liuennut joitakin yhdisteitä tai ylipäätänsä molekyylejä, joka sitten vaikuttaa jollakin omalla tavallaan.

Se, mikä on hämmästyttävää, on se, että veden fysiikasta tiedetään loppujen lopuksi aika vähän. Useimmat käytännön sovellutukset, kuten nomogrammit tai yleisemmin mitä kummallisemmat graafit tiheyksistä, osapaineista tms. ovat empiirisiä. Veden ominaisuudet erilaisissa olosuhteissa perustuvat siis yleensä empiirisiin mittauksiin – mitään yleisiä kaavoja ei siis ole olemassa.

Veden pääsidostyyppi sekä kiinteässä että sulassa muodossa on vetysidos, ja yhtä happiatomia kohti näitä sidoksia voi olla 4. Kun jää sulaa tai vesi lämpenee, näiden sidoksien määrä vähenee ja tavallaan veden ominaislämpökapasiteetti 4186 J/(kgK) kuvaa sitä energia määrä, joka tarvitaan näiden sidosten purkamiseen. Kirjallisuudessa on erilaisia hyvin vaihtelevia arvioita siitä, kuinka monta tilastollista sidosta minkin lämpöinen vesimolekyyli sisältää, mutta ei mitään selkeää käsitystä tai numeroarvoa, johon voisi nojata.

Jos asiasta haluaisi mielikuvan, voitaisiin ajatella, että kiinteässä olomuodossa jäässä noita vetysidoksia on kaikki 4 käytössä ja höyryssä ei yhtään. Jos tämän koko alue skaalataan lineaarisesti sidosten purkamiseen tarvittavan energian (sulamislämpö + ominaislämpökapasiteetti x 100 K + höyrystymislämpö) 3011 KJ/kg ja sidosten määrän suhteen 4...0, tullaan siihen, että vetysidoksia olisi keskimäärin 3,56 kpl 0°C sulassa vedessä ja 3 kpl 100°C vedessä. Se onko nämä luvut oikein tai väärin, ei ole oleellista, vaan se, että se antaa mielikuvan, mitä tapahtuu veden lämmetessä tai siirtyessä olomuodosta toiseen. Toisin sanoen sulaminen jäästä vedeksi rikkoisi noin 0,44 kpl:tta tai 11 % sidoksista ja höyrystyminen noin 3 kpl:tta eli 75% sidoksista.

Jos ilmiötä lähdettäisiin tarkastelemaan absoluuttisesta 0°K lämpötilasta, kuva hiukan muuttuisi siten, että 0°C jäästä olisi jo kadonnut 15,8 % sidoksista, sulaminen poistaisi 9,5 % lämpeneminen 0-100°C 11,5 % ja höyrystyminen 63,3 %:a.

Se, että vesi ei ole koskaan puhdasta vettä, tarkoittaa sitä, että sidoksia on myös muiden kuin vesimolekyylien kanssa, ja näiden sidosten voimakkuus on eri kuin vesimolekyylien keskinäinen sidos ja sidoksien seurauksena syntyvä ominaispaino on myös eri kuin puhtaalla vedellä.

En nyt tiedä, mihin fysiikan tai kemian lakiin nojautuisin, mutta omin sanoin sanoisin, että vesimolekyylilla on taipumus käyttää aina kaikki käytettävissä oleva energia sidostensa vähentämiseen. Se siis pyrkii tilaan, jossa sidosten määrä olisi nolla ja tämä taipumus johtaa siihen, että vesi jäähdyttää ympäristöään niin paljon kuin voi oman etunsa vuoksi.
Tämä edellä oleva taipumus käsittääkseni tarkoittaisi sitä, että vesimolekyyli pyrkii aina ympäristönsä suhteen sellaiseen tasapainotilaan, jossa kaikki mahdollinen käytettävissä oleva energia on käytetty vapauden eteen. Meren pohjassa tämä tarkoittaa sitä, että kaikki mahdollinen saatavissa oleva energia käytetään sidosten purkamiseen, ja jos hyvin käy, vesi molekyyli vapautuu kaikista tai osasta sidoksistaan, jolloin se ottaa myös suuremman tilavuuden ja lähtee nousemaan konvektion avulla. Se, että esimerkiksi meren suolapitoisuus on korkeampi syvemmällä, johtunee siitä, että vesimolekyylien sidokset suolojen kanssa ovat heikompia ja vähemmällä energialla purkautuvia, jolloin ylöspäin nousevat molekyylit tai molekyyliparvet ovat vähemmän suolaisia.

Se, että konvektio nostaa vesimolekyylejä tai molekyyliparvia ylöspäin, tarkoittaa sitä, että jostain pitää virrata uutta vettä tilalle, ja sitä tulee siltä, missä ilmiölle on vähin vastus ja merien erilaisten virtausten osasyynä on myös meren pohjassa tapahtuvien molekyylisidosten purkautuminen geotermisen lämmön seurauksena, joka on käsittääkseni ainoa mahdollinen energianlähde meren syvänteissä, jollei oteta huomioon satunnaista veden alaista vulkaanista toimintaa.

Jos sitten siirrytään veden pintaan, niin huomaamme, että yhden vesikilon höyrystyminen tarvitsee valtavan määrän energiaa. Jos asiaa katsoo noiden edellä mainittujen vetysidosten määrällä, niin kyse on siitä, että tarkastelutavasta riippuen 2/3 -3/4 sidoksista on vielä purkamatta ennen höyrystymistä.

Jos asiaa tarkastelee höyrystymislämmön ja veden ominaislämpökapasiteetin suhteena, huomataan, että yhden höyrykilon muodostuminen edellyttäisi veden jäähtymistä 540 Kelvinillä. Näin ei tietenkään ole mahdollista vaan yhden molekyylin höyrystyminen ottaa energiaa laajalti ympäröiviltä molekyyleiltä, joiden vetysidosten pitää lisääntyä vastaavasti, kuin tuon yhden höyrystyvän molekyylin sidokset laukeavat. Käytännössä tämä tarkoittanee sitä, että kun ympäröivien molekyylien sidokset lisääntyvät ne jäähtyvät ja niiden ominaispaino lisääntyy jossakin suhteessa sidosten määrään ja ne alkavat vajoamaan, kunnes ne kohtaavat sellaisen kerroksen, jossa tiheys on sama.

Höyrystymisen seuraus on siis se, että yhden molekyylin vapauden seurauksena suuri joukko muita vesimolekyylejä uhrautuu vajoamalla painovoiman vaikutuksesta, joka aiheuttaa merenpohjan konvektiolle vastakkaisen ilmiön meren pinnassa.

Jokin tämän tapainen kuva voisi siis olla mahdollista. Vesi on hyvin aktiivinen ja epäilisin vahvasti, että nykyiset selitykset merien toiminnasta on vasta karkea kuva kaikesta siitä, mitä todellisuudessa tapahtuu. Siis syy, miksi kirjoitin tämän, on siinä, että merissä tapahtuvien virtausten selitys ei käsittääkseni ole yksin kiinni maapallon asemasta ja sen radasta auringon suhteen tai niistä voimista, jotka syntyvät pyorimisliikkeen seurauksena, vaan vedellä itselläänkin yhdisteenä on rooli kaikessa tässä.

PS. Lopuksi voisi esittää kysymyksen, miksi pohjavedellä on taipumus olla hyvin lähellä samoissa lämpötiloissa kuin merien pohjat? Kysymys ei kaiketi ole sattumasta, eikä pohjaveden lämpötilaan vaikuta merivirrat.

Vesi lienee perusta kaikelle? elämälle maan päällä joten ei varmaankaan ole sattumaa että sen fysiikka on monimutkaista.

Kirjoituksesi oli erittäin mielenkiintoinen ja herättävä vaikka olenkin ollut taipuvainen skeptisyyteen lähes kaikessa mahdollisessa tieteessä.

Kiitokset yllätyksestä

Näyttää siltä että mitä kaoottisemmista aineista ja prosesseista on kysymys, sitä herkemmin tieteessä lipsutaan uskomusten puolelle. Näinhän kävi (yllätys, yllätys) meteorologiassa kun Lorenzin pilkkuvirheen aiheuttama muutos säälaskennassa provosoi erään meteorologin sanomaan näin: "..if the theory were correct, one flap of a seagull's wings could change the course of weather forever.".

Ehkä tuohon sanontaan sisältyvää ironiaa eivät kaikki tajunneet ja teoria jäi elämään vuosikymmeniksi.

Silloin ei tajuttu että virhe ihmisen luomassa epätäydellisessä mallissa ei mitenkään tarkoita sitä että tuon kaltaisia katastrofaalisia muutoksia tapahtuisi reaalimaailman prosesseissa. Yhä vieläkin tunnutaan ajattelevan että vaikka emme edes tiedä montako muuttujaa on vielä hukassa niin voimme silti ennustaa kaoottisen systeemin käyttäytymistä pitkälle tulevaisuuteen. Ehkäpä CO2 on tämän päivän perhosen siivenisku jolle myöhemmin naureskellaan?

Näissä harhapoluissa ei sinänsä ole mitään vikaa, mutta joskus tuntuu siltä että 'teoria joka on paras mahdollinen selitys ilmiölle X' saa turhankin helposti ns. vakiintuneen totuuden aseman sen sijaan että edelleenkin puhuttaisiin vain 'toistaiseksi parhaasta selityksestä'.

Mukava lukea ajateltuja pohdiskelujasi. Muut yleensä heittävät joitain lainauksia, joskus peräti vertaisarvioiduista artikkeleista. Kun aavistaa, millä tasolla monet tieteellisinä pidetyt hydrosfääriä koskevat artikkelit konsensuksessaan ovat, on virkistävää lukea muutakin. Sitten myös omaa pohdiskelua.
Vedellä ja sen suurella lämpökapasiteetilla, haihtumis ja sulamislämmöllä sekä pienellä diffuusiolämpökertoimella on todella aivan oleellinen rooli ilmastossa, jonka harvat ymmärtävät.
Pohjavedellä on merkittävä vaikutus maaperän lämpötilaan. Siellä missä pohjavettä ei ole, maa on kuumaa syvältäkin. Mitä syvemmälle mennää sitä kuumempaa. (Edellä sivu 1 liitin kuvan Australian kaivoksista.)
Noin 4 asteinen vesi on raskainta ja valuu maaperässä alimmaksi. Tuo 4 C lämpötila on peräisin kylmistä päivistä ja lumen sulamisesta. Kylmä vesi valuessaan alas jäähdyttää maaperän ja maan sisuksistä tulevan lämmön. Sitten lämminyt vesi nousee maan pinnalle kasvien haihdutettavaksi tai maan alaisina virtoina. Näistä tuskin tiedetään paljoakaan. Tavattoman hitaita virtauksia on siis molempiin suuntiin.

Viisasteletko sinäkin H:n tapaan vai oletko täysin perehtymätön ilmiöiden mittaamisessa?
Ennen kuussa käyntiä ei ollut mitään mahdollisuutta mitata kuun etääntymistä. Vasta laser-heijastimen asennus antoi mahdollisuuden riittävän tarkkaan etäisyyden mittaukseen. Tarkkuus oli oleellista, että näin pieni muutos voitiin havaita ihmiskunnan elinaikana.

Jos virtausnopeus olisi 10 cm/vuosi, niin tällaista virtausnopeutta olisi vaikeata mitata edes laboratorio-olosuhteissassa saati 4 km meren pinnan alla.

Mitä hittoa se Kuussa käynti tähän kuuluu? Kysehän on vain väitteestäsi ettei hitaasti liikkuvia asioita ei muka voi mitata. Kuun etääntymisen nopeuden tarkan lasermittauksen ongelma ei siis ole se, että Kuu etääntyy Maasta hitaasti vaan se, että Kuun pinnalle piti saada heijastin (se ei olisi edellyttänyt miehitettyä lentoa).


Tuohan on varsinaista pikajuoksua verrattuna vaikkapa mannerlaattojen liikkeisiin. Pohjois-Amerikka ja Eurooppa erkanevat toisistaan noin 1.5cm vuodessa ja sekin on voitu mitata.
http://www.newscientist.com/article/mg1 ... proof.html

Mannerlaattojen etäisyyden määrittäminen on aivan selvästi helpompi nakki, kuin valtamerien pohjavirtausten mittaaminen globaalilla skaalalla ja riittävällä resoluutiolla.