¿Cómo se verían/comportarían los océanos de CO2 supercrítico en exoplanetas similares a Venus?

¿Son posibles los océanos supercríticos de CO2? Eso depende de cómo definas "océano", pero sí. Hacerlos más líquidos solo requiere un ambiente más frío, que se logra fácilmente con un mundo similar a Venus que está un poco más lejos de su sol que Venus.

¿Cómo se comportaría? Eso depende exactamente de qué tan líquido se vuelva. Hay dos casos no muy interesantes:

1. Empiezas a temperaturas bajas y presiones altas. A medida que aumenta la altitud, el fluido pasa suavemente al régimen definitivamente líquido y luego cruza el límite de la fase líquido-gas. Esto se vería exactamente como cualquier otro océano líquido.
2. Comienzas a temperaturas más altas, pasando sin problemas al régimen definitivamente gaseoso en altitudes más altas. Así luce Venus. No existe una transición clara que marque una superficie oceánica distinta de la atmósfera. Si existe vida en el solvente de alta densidad cerca de la superficie, se enfrenta a un límite de altitud borroso donde nadar hacia arriba hace que su bioquímica funcione continuamente un poco menos bien hasta el límite donde todas sus macromoléculas salen de la solución.

Los casos interesantes ocurren cerca del punto crítico . Los efectos ambientales de tal entorno se exploran en la novela Close to Critical de Hal Clement, acertadamente nombrada , aunque el mundo de Tenebra en esa novela tiene una atmósfera de agua supercrítica en lugar de CO2 supercrítico. Si puede hacer que la curva media de temperatura-presión pase justo a través del punto crítico, o muy cerca de él, obtendrá:

1. Una superficie oceánica de tipo muy variable, que a veces se ve y actúa como una superficie líquida normal, a veces simplemente se desvanece por completo y, en el medio, exhibe una opalescencia crítica , lo que resulta en "nubes" que bloquean la luz.
2. Una superficie oceánica que se mueve a lo largo del día, dependiendo de cuánto calor esté recibiendo; el límite líquido/opalescente debería subir por la noche y caer durante el día, como las mareas oceánicas, pero debido a posiciones cambiantes en un diagrama de transición de fase en lugar de interacciones gravitatorias.
3. Gigante "lluvia"; cuando fragmentos de océano atmosférico se condensan en líquido cerca del límite, no caerán muy rápido, ya que tienen casi la misma densidad que el medio gaseoso circundante. Por lo tanto, las "gotas de lluvia" pueden terminar siendo ridículamente grandes, presentando un peligro potencial para las criaturas que podrían terminar caminando o nadando a través de ellas.

El problema con la supercriticidad es que, debido a las circunstancias en las que surge, se pierde cualquier distinción clara como "líquido/gas" como la que se obtiene en la superficie de un océano convencional. En cambio, se obtiene un aumento suave en la densidad y la viscosidad de los fragmentos de la atmósfera en fase gaseosa a los fragmentos supercríticos, como una niebla que se vuelve cada vez más espesa. Si el material en cuestión puede existir como un líquido bajo una presión más alta, la transición suave continuará, haciéndose más espeso y viscoso hasta que finalmente termine en algo que parece inequívocamente líquido. Eso sucederá con mundos superterrestres cálidos y húmedos, por ejemplo, pero no creo que obtengas CO2 líquido en mundos similares a Venus.

Por lo tanto, no tendrá "océanos" de fluido supercrítico... solo bancos de "nubes" espesas y brumosas que se vierten rápidamente y se asientan en áreas bajas.

En cuanto a cómo se ve , YouTube tiene algunos buenos videos de transiciones supercríticas, como este . Ver la transición en proceso es interesante, pero incluiré una captura de pantalla posiblemente relevante:

Desde 1'48" hasta el video antes mencionado ... esto casi muestra lo que realmente esperaba. Hay CO2 líquido _en la parte inferior (que es transparente y muestra algo de material oscuro detrás), y (creo) principalmente en fase gaseosa. en la parte superior (que también es transparente y muestra algo de material ligero detrás de él), y la parte intermedia es algo de CO ₂ supercrítico opaco y turbulento . Puede ver que forma una característica similar a una nube ondulante, tanto en el lado del aire como en el lado del aire. el lado líquido , mostrando cómo los límites claros pueden desaparecer fácilmente en este tipo de situación.

Entonces, ¿es plausible un Exo-Venus con verdaderos océanos de CO2 supercrítico?

¿Tal vez? Después de todo, no sabemos mucho sobre la formación de planetas.

¿Cómo se vería el océano, visualmente?

Aburrido, nublado y gris. Y no sería un océano, más bien un banco de niebla.

El tipo de fenómeno más cercano podría ser el "mar de nubes" terrestre.

(fuente de la imagen: _tiffany en flickr).

Tenga en cuenta los bordes mal definidos y la superficie ondulante.

y químicamente?

¿Qué significa eso? Como, ¿las cosas se disolvieron en él? Presumiblemente muy estratificado verticalmente, pero aparte de eso, podría ser todo tipo de cosas. Demasiado amplio para responder aquí, de verdad.

¿Los océanos y las costas se verían extrañamente parecidos a la tierra o la superficie sería un lío burbujeante de "burbujas de jabón"?

La exposición a largo plazo al CO ₂ supercrítico podría ser capaz de causar la erosión de la superficie, ya que aún obtendrá equivalentes de viento y olas. No hay acción de olas mecánicas destructivas masivas (las transiciones de densidad son demasiado suaves para eso), sino sedimentación lenta bajo la gravedad y formas onduladas debido al movimiento del "viento"/"corriente". Es probable que las líneas costeras sean suaves, con solo formaciones volcánicas recientes o astroblemas que muestren formas nítidas y complejas. No estoy seguro de que sea probable que llueva, por lo que probablemente no vería formas de relieve clásicas del tipo de cuenca de drenaje, por lo que las cadenas montañosas empujadas hacia arriba por la actividad tectónica podrían tener un conjunto de formas muy diferente a las formas de relieve terrestres, suponiendo que "hielo". no podía formarse en sus picos.

¿Qué otras sustancias químicas podrían encontrarse en estos océanos? ¿Qué resuelve el CO2 líquido? ¿Serán salados los océanos? ¿Ácido o básico?

Parece que has pasado de supercítico a líquido, ahí. Si quiso decir "supercrítico", lo dirigiré directamente a la página de wikipedia desde la que comenzó. Tiene cosas que decir sobre su uso como solvente . Creo que el pH general parece probable que sea neutral. No estoy del todo seguro de si un solvente supercrítico podría ser una solución salina... parece posible. Las capas de transición superiores presumiblemente no tendrían muchos químicos disueltos en ellas, pero cuanto más profundo vayas, más encontrarás.