把全世界的粪便集中排放到太平洋的正中心,会发生什么事情?
排一次倒不算什么,相当于打窝了。
但如果连续不断的排,那足以造出大陆!
给他个5亿年,安排上生物演化史上的所有粪便,足以再造一个——
澳大利亚!
你可能以为地球上的人或动物相当的多,但比起地球的体量来,完全不算什么。
地球上存在一万亿种生物[1],以微生物为主,占比达99.999%。
生物总碳量550GTC(G吨碳)[2],也即5500亿吨碳。
生物碳含量约18%,可得总生物重量约:30556亿吨。
总体积约: 3×10^12m^3
根据球体公式:
易得,所有生物组合成球的半径为:
8947m,不到10公里。
可能大家对这个数据没有概念,不妨对比一下。
地球上水总体积为14亿立方千米,汇聚成球,大约相当于481km的半径,是地球半径的约1/13.
对比效果如下:
而生物球是海洋球半径的1/54。
如果所有生物放在海洋球上,大约相当于这个球上的那一颗红点。
然而地球上的生物量,绝大多数都是植物提供的:
地球上拥有30万种植物,总含碳量450GTC,总生物重量占比82%。
所有植物汇聚成的植物球半径为:
8368m,植物占了地球生物主要的半径比率。
地球上拥有777万种动物(人类识别率不到20%,150万种左右),总含碳量2 GTC(20亿吨碳,总生物量湿重超过100亿吨),总生物重量占比0.36%。
所有动物汇聚成的动物球半径为:
1375m,与总生物球对比的话,比篮球和乒乓球的对比都还稍微小一些:
地球上拥有人类一种,物种占比1/一万亿,总碳量0.06GTC(6000千万吨碳,湿重3~4亿吨),动物占比3%,总生物重量占比约0.01%
- 灵长类种类504种,占哺乳动物物种9.2%,不过除了人类之外的,野生灵长类总碳量预估只有人类的1/5000。
所有人类汇聚成的人球半径为:
428m,直径不到1公里(野生灵长类球半径更是只有25m,直径为一个标准游泳池长度)。
如果挖一个1立方千米的坑,的确可以把所有人类都埋了。当然,挖个边长20km的立方体坑,可以把所有的生物都埋了,截面大小介于北京四环到五环之间。
动物和人类的总量也就这么大,排便自然更少了。
所有动物一天排便量,大约占湿重的1/100左右,也即1亿吨多一些。
人类的排便体重比更小一些,大约1/300,一天总排便1千万吨左右。
太平洋平均深度4028米,所有动物排粪的重量,大约相当于半径90m的一直到达太平洋底部的水柱的重量。
也就是说:
只需要半径3km海水量,就足以把这些粪便稀释1000倍。
30km半径,就能稀释10万倍。
3000km半径,足以稀释10亿倍。
而太平洋南北的最大长度约为15900km,东西最大宽度约为19000km。
虽然人类对食物的能量吸收可以达到90%以上,但动物对食物的平均能量吸收仅仅只有50%。粪便除了水分之外,绝大多数都是有机物,还有少部分无机物。
虽然高浓度的粪便,的确对生物有害,但洋流平均流速0.5~1.5m/s,重者可下沉4000km,轻者一天可漂流86.4km,24小时的时间,粪便足以稀释100万倍,对海洋生物的威胁大大减弱。
所以,一次性投喂所有动物一天的粪便,完全就是打窝。如果题主问的仅仅只是人类粪便的话,可能打窝都还不够。
但如果每天都排在太平洋中心的话,只要有愚公移山的精神,时间足够的长,自然可以填海造陆,整它一个沧海桑田。
由于粪便中的无机盐很少(约1%~2%)不可溶的还更少,再加上浮游生物为主的海洋碳泵的存在,大多数有机物和可溶性无机盐,最终都会消失,只有少部分能永久性沉积在海底。
预估1亿吨多的粪便,可能只有万分之一的量会沉积到海底,30年沉积量才能达到1亿吨左右。
山体按照大大小小的粪便碎屑累积而成,体积与高度的关系为:
- 在堆积材料中又被称为自然安息角。
各种矿物的安息角大约30°左右(姑且假设在海洋底部也差不多)。
易得,30年时间,沉积的1亿吨粪便无机矿山(密度不妨取土壤密度2.6~2.7g/cm3)大约高度仅有:
400m
可以看出沉积10倍以上,就可以成为太平洋中心的海岛了。
那么所需要的时间的倍数,则是10的3次方。
也即沉积3万年的时间,才能成为一座小岛,岛的底部半径已经达到数公里的规模。
如果这个海岛要露出海平面1000m以上,那么所需要的时间是6万年。
露出海面的大量堆积物,如果分布较为平均,粪便碎屑大陆最终会更加接近柱体。考虑到圆柱体是圆锥体面积的3倍,不过大陆架存在斜角,那么造出一个大陆的时间,预估至少需要20万年左右。
澳大利亚南北长约3700公里,东西宽约4000公里,规模大约是这个小岛的数千倍。
也就是说,沉积形成澳大利亚需要2亿年。
考虑到大洋表层的流速更快,小岛接近海面后,大量的碎屑其实会被洋流带走,这一段造陆时间可能会被大大的拉长。但个人认为总时间也不可能延长超过5倍。
不过,完全露出海面后,沉积的有机物不会飘走,并不一定完全分解,造陆又会加快。
所以,总时间估计和2亿年也差不了多远,最多不过5亿年。
按照5亿年来算,正好相当于寒武纪大爆发以来,所有动物的粪便量。四舍五入,就相当于,整个地球产生过的所有粪便。
所以,最终结论是,把全世界的粪便集中排放到太平洋的正中心,连续排他个5亿年,沉积生物演化史所有动物的粪便,足以再造一个澳大利亚。