Cómo maximizar la profundidad de arena de un planeta desértico

NB: Hay una pregunta relacionada: ¿ qué tipo de planeta podría tener gusanos de arena gigantes? – pero este se refiere específicamente a la arena. Los gusanos de arena gigantes serían increíbles incidentalmente.

Suponiendo un planeta terrestre con una atmósfera seca (la composición no es importante a menos que dependan de otras condiciones), una temperatura superficial promedio por encima del punto de congelación y cualquier otra condición necesaria para que la desertificación progrese hasta el punto de que su condición de "planeta desértico" árido no sea En cuestión, ¿qué condiciones se necesitan para maximizar la profundidad de la arena en el desierto que se extiende por todo el planeta?

Aquí en la Tierra, la profundidad de la arena se ha medido a 43 metros en el Sahara, mientras que se sabe que las dunas en el Namib alcanzan hasta 100 metros de altura (con una profundidad media máxima de 30 metros para la arena circundante). Según los informes, los ergios mesozoicos y paleozoicos se han medido en cientos de metros de profundidad (media), pero se ha sugerido que pueden haber sido secuencias de ergios que migran y se apilan a lo largo del tiempo geológico. (Fuente: Aeolian Sand and Sand Dunes, pág. 155 ) Si se pueden alcanzar cientos de metros en un planeta con vastos océanos líquidos y montañas como el Himalaya, ¿podría un planeta desértico presumir de mares de dunas de decenas de kilómetros de profundidad?

(Probablemente haya un límite superior a la cantidad de presión de arena sobre arena que se puede soportar antes de que la arena más profunda comience a litificarse o diagénesis y deje de ser arena, pero no he podido encontrar cuál es).

La composición planetaria, la masa, el tamaño, la gravedad de la superficie, el padre estelar, la edad, etc., pueden modificarse según sea necesario dentro de la suposición anterior. La mejor respuesta sería poder especificar propiedades planetarias que probablemente produzcan desiertos más profundos que otras combinaciones de propiedades.

Creo que tiene razón, la presión de la arena sobre la arena creará arenisca a una profundidad suficiente (y temperatura y período de tiempo). Ajustar la masa de los planetas podría tener un efecto dramático. una bola de arena de 500 millas de diámetro probablemente no tenga suficiente gravedad para crear arenisca, ¿eso cuenta?
¿Una bola de arena de 500 millas calificaría como un planeta terrestre, sustentaría una atmósfera, etc.?
Tal vez valga la pena mencionar que la mayoría de los desiertos en realidad no son tan arenosos, es solo que la arena arrastrada por el viento tiende a acumularse en las dunas, en lugar de ser fijada en su lugar por la vegetación. Aquí hay un ejemplo de una duna que mide 600 pies / 180 m de altura: en.wikipedia.org/wiki/Sand_Mountain_(Nevada) Tenga en cuenta que el área que la rodea por muchas millas/km es desértica, pero no notablemente arenosa.
¿Su "arena" necesita ser arena, o puede estar hecha de materiales más ligeros/gruesos? ¿Estructuras de carbono exóticas?
@jamesqf Los desiertos reales no son solo / todo arena, correcto, pero su típico planeta desértico de ciencia ficción es conocido principalmente por ser arenoso. Dicho esto, si las condiciones de profundidad máxima significan que el x% de la superficie no será arenosa, eso está dentro del alcance.
@DWKraus Si se ve y se comporta como arena, y se cumplen las demás condiciones, diría que es arena.
Me pregunto si sus gusanos de arena podrían tener una capa de fullerenos gigantes producidos biológicamente como nanotubos de carbono, como una capa protectora externa de la piel. Con el tiempo, la "piel" desprendida podría acumularse en la arena, y si no se pudiera romper enzimáticamente, podría acumularse en el medio ambiente, como desechos plásticos desechados o árboles en el período carbonífero. Sin embargo, no soy un experto en fullerenos. Mucho más ligero que la arena, supongo. No estoy seguro de qué otras propiedades necesitaría.
@rek: Sugiero que su planeta SF sea un poco más científico :-) Por ejemplo, no obtendrá mucho sobre los microbios en un planeta que está completamente desierto, como por ejemplo Marte.
@jamesqf La vida nativa está fuera del alcance, por lo que está bien. Pero si hay exuberantes oasis verdes del tamaño de Groenlandia o extensiones de roca desnuda del tamaño de un continente, siempre que sean parte de la justificación de la máxima profundidad de arena, está bien.
@rek: Mi punto es que para tener vida (más allá de las bacterias quimiosintéticas, etc.) necesitas algún tipo de fotosíntesis, para que tengas el equivalente al ciclo del carbono de la Tierra.

Respuestas (4)

Varios pasos.

  1. Planeta hidrológicamente activo como la Tierra o el antiguo Marte. Los accidentes geográficos son desgastados y depositados por el agua en grandes lechos sedimentarios de arena. Los antiguos lechos sedimentarios de la Tierra pueden tener muchos kilómetros de profundidad.

  2. Algo cambia en este planeta. Tal vez un cuasi accidente altere la órbita del planeta a excéntrica, de modo que se acerque a su estrella y luego se aleje. O se bloquea por mareas a su estrella.

  3. El agua se va. ¿Quizás por el calor, llevándolo al espacio? ¿O el viento solar arrancándolo de la atmósfera como le sucedió a Marte? Tal vez el agua desciende al planeta. Sin agua, los granos de arena no encajarán en la piedra arenisca.

  4. Hace frío. Pensé que Venus tendría mucha arena debido a la densa atmósfera y los fuertes vientos, pero aparentemente no es así. El calor tiende a fusionarlo. Además, Venus no ha tenido agua durante mucho tiempo. Marte tiene mucha arena. Hace frío. Titán tiene la mayor parte de todos. Hace mucho frío.

  5. Los fuertes vientos mantienen la arena en movimiento. La erosión eólica recorre los grandes depósitos de arena de las antiguas épocas húmedas, lanzando arena contra las areniscas para producir más arena.

  6. Los vientos fuertes son muy intermitentes. Muy ocasionalmente, quizás durante una parte de la órbita excéntrica, hay vientos inmensos que levantan toda la arena hacia la atmósfera y generan más de los antiguos depósitos. Luego todo vuelve a asentarse antes de que la arena se convierta en polvo.

Cuando las rocas sedimentarias alcanzan varios kilómetros de profundidad, ya se han consolidado. No se puede tener el agua para causar la erosión y el transporte y no tener el agua para prevenir la formación de arenisca.
@KeithMorrison - correcto, así es. Pero la arenisca es más susceptible que el granito a la meteorización eólica de vuelta a la arena. Quería grandes depósitos de arenisca.
El problema es que puedes mirar a Marte y ver que no sucede.
@KeithMorrison: cosas interesantes sobre las dunas aquí como en Marte. hou.usra.edu/meetings/dunes2015/pdf/8031.pdf . Marte podría no tener suficiente arena y su delgada atmósfera hace que la energía cinética del viento sea baja.
Pensé que Venus tenía mucha agua... en forma de vapor caliente que se derrite en la cara.
@JoeBloggs - no; agua arriba y a la izquierda. ¡Se fue al espacio! Mira el genial gráfico de esta otra idea que muestra qué gases se quedan y cuáles se van. worldbuilding.stackexchange.com/questions/184571/…
@willk: ¡Genial! Buen gráfico, eso.

Si tuviera una columna de arena de 10 km de profundidad y un metro cuadrado, ignorando la densidad creciente causada por el peso que comprime la arena dentro de la columna, tendría una masa de aproximadamente 1600 kilos por metro cúbico, por lo que un total de 16 millones kilogramos por metro cuadrado. Bajo la gravedad terrestre, esa es una presión de alrededor de 157 megapascales (la parte más profunda del océano llega a 108 MPa).

Eso es mucho. No obtendrás organismos grandes como los gusanos de arena.

Ahora, de manera realista, la arenisca comienza a formarse a una profundidad máxima de unos pocos cientos de metros, según el flujo de agua y los minerales disponibles para la cementación. A la profundidad de la que hablas, estás entrando en condiciones de metamorfosis. Así pues, no, no vas a tener arena suelta a unos kilómetros de profundidad.

¿Estás diciendo que es un planeta de menor gravedad? ¿O uno con mucha menos agua?
Si hay mucha menos agua, ¿qué está erosionando la roca hasta convertirla en arena y transportarla a las cuencas?

Creo que necesitas un planeta que sea más pequeño que la Tierra. De esa forma, el calor del núcleo se escapa más rápido y hay menos gravedad. De esa forma, la arena no puede compactarse en arenisca y el planeta debe tener la edad suficiente. Y la baja gravedad también permitiría que las dunas de arena se acumularan más alto sin colapsar. Ah, y fuertes vientos para desgastar la piedra hasta convertirla en arena, y tener una región acuosa cerca, ya que seguramente ayudarán con la erosión. Y los gusanos de arena que rompen grandes rocas también ayudarían a erosionar la arena.

relacionado específicamente con la arena. Los gusanos de arena gigantes serían increíbles incidentalmente.

Podría usar el enfoque que se usó en Arrakis (Dune). Los gusanos de arena no solo viven EN la arena, sino que producen más arena AL vivir en ella.

De la misma manera que las lombrices de tierra viven en suelo fértil, pero al vivir allí aumentan la extensión del suelo fértil.

Sin algo para remover la arena, para golpear las rocas subyacentes, para desgastar los afloramientos rocosos, la única fuente de arena es la erosión de la superficie. Que es a la vez lento y muy limitado en extensión. Y sí, la arena profunda que se deja intacta durante milenios podría transformarse en arenisca.

Los gusanos proporcionan arena nueva y revuelven la arena profunda, manteniéndola en forma de partículas. (en realidad, en Dune, los gusanos de arena junior también forman barreras para evitar que el agua entre en la arena, manteniéndola agradable y seca)