مقالات

اگر ارتفاع درختان ۲۰۰ متر بود، چه اتفاقی می افتاد؟

نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

در بوم‌شناسی، مفهومی به نام خط رویش درختان وجود دارد، به این معنی: «بیشترین ارتفاعی که درختان یک منطقه می‌توانند در آن رشد کنند.»
عوامل محیطی زیادی بر روی خط رویش درختان تأثیر می‌گذارند. این عوامل رشد درخت را محدود می‌کنند. به همین علت در اقلیم‌های مختلف، رویش‌های متفاوتی را شاهد هستیم.
اگر ارتفاع درخت‌های کره زمین بیشتر از ۲۰۰ متر بود، زمین چه تفاوتی با امروزش داشت؟
شاید اولین چیزی که به ذهن ما برسد، چوب و الوار بیشتر باشد. چوب بیشتر می‌تواند به معنای کاغذ بیشتر هم باشد.
تغییرات آب هوایی و تغییر در میزان اکسیژن و … نیز از جمله این تغییرات می‌توانند باشند.
اما تغییری که قصد داریم درباره آن کمی صحبت کنیم، تغییر در توزیع جرم کره زمین و اثرات احتمالی آن است.
با رشد درختان یا هر عمل مشابه دیگری که توزیع جرم زمین را تغییر دهد، مثل ساخت آسمان‌خراش‌ها؛ توزیع جرم زمین تغییر خواهد کرد؛ اما این تغییر توزیع جرم چه اثراتی ممکن است در برداشته باشد؟
اجازه دهید ابتدا کمی با مفهوم توزیع جرم آشنا شویم.
توزیع جرم نسبت به محور چرخش را در فیزیک با کمیتی به نام ممان اینرسی (Moment of Inertia) مشخص می‌کنند.

ممان اینرسی

ممان ایرنسی (I) برای یک جرم نقطه‌ای برابر حاصل‌ضرب جرم در مجذور فاصله از محور چرخش است. این رابطه برای یک سیستم چند جرمی نیز تعمیم داده می‌شود. همچنین برای اجرام پیوسته این رابطه به یک انتگرال تبدیل می‌شود.
در تصویر زیر می‌توانید رابطه ممان اینرسی را برای چند شکل مختلف مشاهده کنید:

رابطه ممان اینرسی

هرچه توزیع جرم نسبت به محور چرخش گسترده‌تر باشد، چرخاندن جسم سخت‌تر خواهد بود.
پیش‌تر گفتیم افزایش ارتفاع درخت‌ها (یا هر اتفاق مشابه) منجر به تغییر توزیع جرم کره زمین می‌شود.
فرض کنیم کره زمین کاملاً گرد است و توزیع جنگل‌ها را در سطح زمین یکسان در نظر بگیریم، در این حالت، افزایش ارتفاع درختان روی کره زمین به معنی افزایش شعاع کره زمین است.
با افزایش R (شعاع زمین) مقدار I (ممان اینرسی) افزایش پیدا می‌کند. طبق قوانین فیزیکی تکانه زاویه‌ای باید پایسته باشد.
تکانه زاویه‌ای (L) عبارت است از حاصل‌ضرب ممان اینرسی (i) در سرعت زاویه‌ای (w)
بسیار خب، پایسته بودن تکانه زاویه به این معنی است که حاصل‌ضرب ممان اینرسی در سرعت زاویه‌ای باید ثابت باشد؛ پس اگر مقدار ممان اینرسی افزایش پیداکرده باشد، لازم است مقدار سرعت زاویه‌ای کاهش پیدا کند تا تکانه زاویه‌ای مقدار ثابتی باقی بماند.

ممان اینرسی

اینرسی

درواقع با افزایش ممان اینرسی کره زمین براثر رشد بیش‌ازحد درختان یا آسمان‌خراش‌ها، زمین با سرعت کمتری به دور خود خواهد چرخید؛ یعنی طول روز و شب بیش از ۲۴ ساعت خواهد شد. اگر این کم شدن سرعت چرخ زمین به دور خودش ادامه پیدا کند تا زمانی که زمین کاملاً متوقف شود، طول یک روز برابر با یک سال خواهد شد.
عدم چرخش زمین یا کند شدن آن روی میدان مغناطیسی زمین که مانند سپری بزرگ ما را در برابر تشعشات یونیزه شده از سمت خورشید حفاظت می‌کند، تأثیر می‌گذارد.
همچنین سطح آب‌های زمین تغییر می‌کند و نقاطی از زمین زیر آب رفته و نقاطی که تا امروز زیر آب بوده‌اند تبدیل به خشکی می‌شوند. برای اطلاعات بیشتر دراین‌باره اینجا را مطالعه کنید.
ممکن است این سؤال برای شما پیش‌آمده باشد که ساخت آسمان‌خراش‌ها این‌قدر ممکن است خطرناک باشد که شرایط کره زمین را کاملاً تغییر دهد؟
پاسخ این سؤال خیر است. بهتر است نگاهی به تصویر زیر بکنیم:

توزیه 100 آسمانخراش بزرگ در جهان

این تصویر توزیع ۱۰۰ ساختمان بلند دنیا را نشان می‌دهد. در واقع این ساخت سازها تأثیر محسوسی بر روی چرخش کره زمین نخواهند داشت.
این موضوع را می‌توان از جهت‌های دیگری نیز بررسی کرد. مثلاً در کره‌ای که درختان می‌توانند تا ارتفاع زیادی رشد کنند، قطعاً مقدار شتاب جاذبه g متفاوت از زمین کنونی است. در این سیاره فرضی انسان‌ها چگونه خواهند بود؟
این موضوع اثرات زیادی روی زمین و زمینی‌ها خواهد داشت. نظر شما درباره این تغییرات چیست؟
نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید تا درباره‌ سیاره خیالی بیشتر بدانیم.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست