¿Cómo calculo el espesor de la capa superior de hielo en mundos oceánicos fríos como Europa, Encelado, Ganímedes,...? Estoy preguntando esto por un programa que estoy escribiendo actualmente.
Dado/Conocido es: masa, radio, densidad promedio del núcleo de metal (suponga Fe), capa de roca (suponga MgSiO3), capa de hielo (suponga H2O); calor interno del calentamiento por marea, decaimiento radiactivo y calor de formación residual; calentamiento externo por radiación solar (suponga un calentamiento constante igual distribuido en toda la superficie o ignórelo si es irrelevante/minúsculo); presión de la atmósfera superior (asumir N2 puro con presión variable o sin atmósfera)
Se busca: espesor congelado (corteza) y capa fundida
Cosas extra: si es posible una fácil adaptación de la fórmula para el cálculo del espesor de la corteza de las capas rocosas, lo agradecería. Si fuera posible, sería útil una adaptación para encontrar el espesor de la corteza rocosa y el espesor de la corteza de hielo en los wolds donde ambos son necesarios.
Gracias por cualquier respuesta y tiempo dedicado a resolver esto.
Según las suposiciones, si está de acuerdo con la solución aproximada, puede resolver la ecuación de transferencia de calor en estado estacionario.
Ecuación de transferencia de calor
Ignorando el tiempo - ha pasado mucho tiempo para alcanzar el equilibrio.
El flujo de calor, suponiendo que el océano sea externo y, por lo tanto, interno, sería la suma de todos los mecanismos de calentamiento interno.
Lo más fácil sería si de alguna manera pudiera obtener el valor de la temperatura de la superficie. Luego, puede resolver la ecuación de conducción a través del hielo para la temperatura y el peso para la presión y simplemente ver a qué temperatura y presión el hielo se volverá líquido. Simplemente preguntando cuál es el espesor de la capa de hielo para mantener un flujo de calor interno y una temperatura superficial determinada.
Necesita una condición de contorno. De otra manera sería un poco más difícil, comenzando en el centro con flujo de calor hacia afuera. Necesita saber tanto la fase como la composición, ya que la densidad y el cp cambian con estas condiciones.
Keith McClary
Keith McClary