¿Cuál es el rango de viscosidad de lava/magma en los exoplanetas? ¿Qué condiciones tendrían los lagos de lava menos viscosos?

En planetas que tienen diferentes temperaturas, condiciones y composición química de la lava/magma, ¿cuál sería la lava menos viscosa que existe?

(Relevante para una pregunta anterior: ¿cómo sería una criatura nadadora eficiente en el magma? )

Respuestas (3)

Los planetas más calientes tendrán lava menos viscosa

Este se explica por sí mismo, ya que cuanto más alta es la temperatura, menos sólidos tienden a ser casi todos los materiales. Además, de la página de Wikipedia sobre composiciones de lava :

Las temperaturas más altas tienden a destruir los enlaces polimerizados dentro del magma, promoviendo un comportamiento más fluido.

Básicamente, incluso para los materiales viscosos, el calor tiende a destruir cualquier enlace entre las moléculas, lo que les permite deslizarse entre sí más fácilmente y hace que el líquido sea menos viscoso.

La composición química también juega un papel importante

La viscosidad se puede definir como "resistencia en el flujo de un líquido". Por lo tanto, los materiales con moléculas que:

  1. son mas grandes
  2. Tienen enlaces o atracciones intermoleculares más fuertes.
  3. tienen una forma rara

Tienden a tener más dificultad para fluir entre sí y, por lo tanto, son más viscosos. Algunos ejemplos de materiales de lava de la vida real, en orden de viscosidad decreciente (nuevamente de esta página de wikipedia ):

  1. Más viscoso : sílice, aluminio, potasio, sodio y calcio (piense en cuarzo , con su forma molecular altamente estructurada)
  2. Menos viscoso: hierro, magnesio, óxido de magnesio.

Resumen

Si está buscando hacer un lago de lava en el que las criaturas puedan nadar de manera plausible, una mezcla de temperaturas súper altas y composiciones de hierro y magnesio probablemente darán los mejores resultados.

La viscosidad aumenta con el aumento del contenido de sílice

Hay muchas formas de clasificar las rocas, pero el eje de clasificación relevante en este caso es el diagrama TAS .

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este diagrama bidireccional representa el contenido de álcali en el eje vertical y el de sílice en el eje horizontal. Los componentes químicos de las rocas volcánicas más comunes pueden tener un contenido principalmente de sílice (como el cuarzo), un contenido principalmente de álcalis (feldespatoides) o un contenido mixto (feldespato).

Para hacer esto más complejo, existen los términos máfico y félsico . Las rocas máficas son ricas en hierro y magnesio, a menudo en forma de olivino , mientras que las rocas félsicas son más ricas en feldespato y cuarzo. Como resultado, las rocas félsicas tienen más sílice. Las rocas de baja viscosidad serán rocas máficas o ultramáficas con un contenido de sílice inferior al 45%.

Volviendo al gráfico, en orden creciente de viscosidad entre las rocas ígneas (volcánicas), extrusivas (rocas que surgieron de la superficie de la Tierra) comunes, obtendríamos basalto , andesita , dacita y luego riolita . Así que el basalto es la menos viscosa de las lavas comunes, además de ser una de las más comunes.

Sin embargo, para obtener lava que fluya realmente libremente, querrás picrita basalto ultramáfica o foidolita. El basalto de picrita tiene una alta concentración de olivino y se ha encontrado saliendo de volcanes en la isla de Hawái, Curazao y Reunión. Los minerales de foidolita son raros, pero un ejemplo de un mineral de foidolita sería la afganita . Esto se encontró en las montañas Pamir de (lo adivinaste) Afganistán, y probablemente se formó durante el vulcanismo que levantó esas montañas. Tiene solo 1/3 de contenido de sílice (gran parte de su sílice está aluminizada) y un color azul frío cuando se enfría y se endurece. Consulte los diversos feldespatoides para conocer otras opciones para sus minerales volcánicos.

Además de la respuesta de Jan, tenemos las raras lavas de carbonatita : carbonatos fundidos formados por separación de fases a partir de fundidos muy ricos en dióxido de carbono. Estos tienen temperaturas muy bajas (para la lava) y viscosidades muy bajas.

También están las lavas de komatiita , con temperaturas extremas y viscosidades bajas; según la respuesta de Jan, estos son muy ricos en magnesio, bajos en sílice y, por lo tanto, de baja viscosidad.

Si quieres que una criatura nade en la lava, estos son los indicados.