¿Cómo puede mi crioplaneta tipo Titán tener cielos despejados?

Estoy ensamblando la biología y el ecosistema de un crioplaneta similar a Titán. Y quiero que tenga cielos despejados o casi despejados en lugar de la compleja neblina de hidrocarburos de Titán, para que mis formas de vida basadas en etano puedan usar la luz visible para la fotosíntesis.

Algunos datos planetarios:

  • Campo magnético de aproximadamente dos tercios de la fuerza de la Tierra.
  • Presión superficial de 120-150 kPa.
  • Composición atmosférica:
  • 90-95% Nitrógeno.
  • 5-10 % de metano o hidrógeno, o una mezcla.
  • 1-4% Etano (debido a la evaporación de lagos, mares y océanos).
  • Trazas (< 1%) de oxígeno o algún otro gas o líquido oxidante. Emitido por las plantas como producto de desecho.

¿Qué compuestos podrían formarse de forma natural o biológica que podrían funcionar como una capa transparente absorbente de rayos UV? Es decir, un equivalente de la capa de ozono.

¿Es suficiente menos del 1% de oxígeno u otro gas oxidante (a 120-150 kPa) para formar una capa de ozono capaz de absorber el 90-99% de la luz UV-C y UV-B? ¿O se requieren mayores porcentajes de oxígeno?

¿Podría el metano reaccionar naturalmente para formar compuestos absorbentes de UV-C y UV-B transparentes que estarían en suficiente concentración para actuar como un equivalente de la capa de ozono?

Bienvenido a Worldbuilding SE, FutureBoy, y felicitaciones por una pregunta bien investigada. Disculpe. ¿Quiere agregar 1% de oxígeno a una atmósfera con 5-10% de metano y 1-4% de etano? Esto podría ser un riesgo de incendio.
Gracias. El oxígeno se encuentra en concentraciones inferiores al 1%. Figura que es lo suficientemente baja como para que nada se queme :)

Respuestas (2)

El buen vapor de agua a la antigua, eso es H2O, hará el truco. A gran altura, los rayos UV entrantes pueden dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno puede a su vez ionizarse y formar ozono. si el contenido de agua de la atmósfera aumenta, esto conducirá naturalmente a la formación de una capa de ozono.

Teniendo en cuenta que el OP quiere un planeta similar a Titán con un cielo despejado, vale la pena analizar la causa de los cielos turbios del Titán de la vida real.

El color naranja visto desde el espacio debe ser producido por otras sustancias químicas más complejas en pequeñas cantidades, posiblemente tolinas, precipitados orgánicos similares al alquitrán.[13] Se cree que los hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán en reacciones resultantes de la descomposición del metano por la luz ultravioleta del Sol, produciendo una espesa niebla anaranjada.

Esto sugiere que asumir que el metano puede actuar como un absorbente de rayos UV como una forma de mantener los cielos despejados no funcionará. De hecho, el metano que absorbe los rayos UV está llenando de smog los cielos de Titán.

Así que volvemos al vapor de agua y su capacidad para formar una capa de ozono.

Buena respuesta, pero a las temperaturas de Titán, el agua se congelaría. Así que algo, tal vez erupciones criovolcánicas, tendría que lanzar aerosoles de hielo de agua a la atmósfera superior. Viable... Aún así, creo que una capa gaseosa sería mejor.
Sí, el agua líquida se congelará sólida. Esto no evita que el vapor de agua esté en la atmósfera. El vapor de agua es un gas y principalmente moléculas de agua libres. Los volcanes de hielo son los más directos para elevar moléculas de agua a la atmósfera superior. Los rayos UV dividen las moléculas de agua en la atmósfera superior en oxígeno e hidrógeno. El oxígeno se convertirá en ozono.
Tal vez... ¿Por qué esto no ocurre en Titán?
Buena pregunta. Parece que hay muy poco vapor de agua en la atmósfera de Titanio. Por lo tanto, si hubiera un vulcanismo de hielo considerable (muchos volcanes de hielo) en su mundo similar a Titán, podría haber suficiente vapor de agua. La baja gravedad podría significar que las erupciones llegan más alto a su atmósfera de lo que sería el caso en la Tierra.
Sin embargo, ¿cuánto criovulcanismo sería necesario? ¿Cuánto hielo sería necesario elevar a la atmósfera superior?
Supongo que un poco. Básicamente necesitas trabajar al revés. Estime la densidad de la capa de ozono para bloquear la fotolisis UV del metano en tolinas. Esto dará la cantidad de oxígeno formado a partir del agua expulsada a la atmósfera superior. Ahora ya sabes cuánta agua brota de los criovolcanes. En realidad, se expulsará más agua de la que llega a la atmósfera superior. Deberá tener en cuenta las tasas de pérdida de ozono y su reposición también.
Ya sabes, Plutón tiene una neblina de agua helada. La hipótesis principal es que los vientos levantan montañas, elevando los cristales de hielo hacia la atmósfera. Probablemente no funcionaría para un planeta con una gravedad más sustancial, la gravedad de Marte o superior, pero quizás algunas montañas gigantes (¿volcanes?) similares a los volcanes de Marte podrían funcionar. O tal vez nubes de yunque de la estratosfera altas de tormentas ecuatoriales...
@FutureBoy Interesante hipótesis sobre la neblina de hielo de agua plutoniana. Plutón ha resultado ser un planeta fascinante.
Seguro que ha resultado ser un planeta muy interesante. Aquí hay una fuente para la hipótesis de la montaña: enlace Me pregunto si quizás los criovolcanes aún no descubiertos en Plutón podrían estar expulsando la neblina de hielo en su lugar/además.

La fotosíntesis podría usar alguna muesca estrecha en el espectro de neblina, donde es transparente. Mire la historia de tratar de explorar Venus y Titán para conocer las discusiones sobre el descubrimiento de tales ventanas y la construcción de instrumentos que coincidan.

Del mismo modo, los ojos de los lugareños evolucionarían para aprovechar el tipo de luz realmente disponible.

Tenga en cuenta que el cielo puede congelarse y no proporcionar una imagen coherente de lo que hay al otro lado, pero aun así transmitir una cantidad útil de luz. Obtendrás un brillo general en lugar de un foco de luz del sol.

La neblina de Titán absorbe la luz azul, dejando solo el rojo y algo de amarillo que puede atravesar. Consideré que las plantas podrían usar el infrarrojo cercano (que atraviesa la neblina). Sin embargo, si tomo esa ruta, mi planeta sería solo una bola naranja sin rasgos distintivos en el espacio :/
¿Cómo puede mi crioplaneta tipo Titán tener cielos despejados?
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