思考假设性问题是非常有趣的,比如,地球上每个人都跳进同一片海中游泳会发生什么情况。并且通过利用数学方法,你可以得到非常接近真实的答案。让我们从缩小范围后的同一问题开始思考吧。

打开网易新闻 查看更多图片

(图源:EkaterinaMcClaud)

浴缸计算法

如果你把浴缸填满到顶部,跳进去,你就会知道你在进行洗浴。水溢出,因为你的身体把它推开,这叫做置换。由于浴缸的底部和侧面是坚实的,水唯一的方向是向上和向外。

一个物体(在这个例子中就是你)所占据的空间就称为体积。从浴缸中溢出的水的体积就等于你的体积。

现在请你想象,浴缸里只有一半的水。当你跳进去,你的体积仍然会让水上升。你可以利用几个简单的数学公式计算出水位在浴缸中上升的高度。

打开网易新闻 查看更多图片

地球被称为“蓝色星球”,因为它最显著的特征是水,有液态的,也有冰冻的。(图片来源:NASAGoddard/Flickr, CC BY)

假设这个浴缸是个方形盒子。你可以通过计算你进入水的体积以及浴缸的底面积,得出水位上升的高度,这个高度即等于增加的体积除以浴缸底面积。

一个长5英尺、宽2英尺的浴缸,其底面积为10平方英尺。

我们再来算一下你的体积。为了方便计算,我们假设你和浴缸一样,也是一个长方形的盒子,并假定你大概4英尺高,2英尺宽(从左到右测量)以及1英尺深(从前到后测量)。你的体积就是4英尺x2英尺x1英尺,即8立方英尺。

当你坐进浴缸,你的身体大概有一半进入水中。因此,水位上升的高度就等于二分之一你的体积除以浴缸的底面积。通过上面的估算成果,可以得出水位上升的高度即为4立方英尺除以10平方英尺,也就是约5英寸(1英尺=12英寸)。你一定注意到这一点了!

扩大规模

你可以把海洋想象成一个巨大的浴缸。地球表面70%以上是海洋,这个浴缸的面积约为1.4亿平方英里。为了计算出水会涨多少,我们需要知道坐在水里的人的体积然后除以这个海洋面积。

打开网易新闻 查看更多图片

目前,地球上有近80亿人。人类有各种各样的体型,从婴儿到成年人。让我们假设它的平均身高是5英尺,比儿童稍大一些,平均体积是10立方英尺。当他们坐下的时候,每个人的身体只有一半会被淹没,所以只会增加5立方英尺的水位。总共有80亿人,你可以计算出5x80亿,这意味着海洋将增加400亿立方英尺。

但别忘了这个体积要分布在广阔的海洋区域。采取同样的浴缸计算法,我们用400亿立方英尺的体积除以1.4亿平方英里的海洋面积。

得出的答案是什么?海平面总体上升大约一英寸的0.00012倍,或者说少于一英寸的千分之一。如果每个人下沉到淹没自己,那么答案就会翻倍,即为0.00024英寸,不过仍只有一根头发的粗细罢了。

事实证明,海洋广袤无垠,而人类不过沧海一粟。

相关知识

洋即大洋,是地球海洋的主体,为海洋的中心部分。世界大洋的总面积约占海洋面积的89%。大洋的水深一般在3000米以上,最深处可达1万多米。大洋离陆地远,不受陆地的影响,其水文和盐度的变化不大,每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水透明度很大,水中的杂质少。

BY: TonyE. Wong

FY:Astronomicalvolunteer team

如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处