La idea de un planeta donde el amoníaco reemplaza al agua como líquido dominante en el medio ambiente es bastante popular en la ciencia ficción. Traté de desarrollar un escenario donde este tipo de océanos son plausibles desde un punto de vista astrofísico. Parece haber varios problemas con el desarrollo de dicho entorno.
El gran problema es el agua y cómo interactúa con el amoníaco. Cualquier planeta con amoníaco también habrá obtenido agua durante su desarrollo, ya que estos hielos tienden a permanecer juntos. El amoníaco ahora actúa como un anticongelante para el agua. Si bien el agua sería sólida a las temperaturas a las que uno esperaría encontrar amoníaco líquido, la situación del anticongelante conducirá a océanos de agua por debajo del punto de congelación saturados con amoníaco. Esto es interesante y probablemente lo que está sucediendo en los océanos subterráneos de varias lunas heladas, pero no es así y el océano de amoníaco.
Así que deshacerse del agua es clave. Esto es, sin embargo, más difícil de lo que uno podría pensar. No podemos deshacernos de él eliminando el hidrógeno, ya que lo necesitamos para el amoníaco. Eliminar el oxígeno suena como una buena idea. Sin embargo, esto es poco práctico ya que es el tercer elemento más abundante en el universo . Y para empeorar las cosas, la mayor parte de lo que llamamos roca es oxígeno.
La abundancia en masa de los nueve elementos más abundantes en la corteza terrestre es aproximadamente: oxígeno 46% , silicio 28%, aluminio 8,2%, hierro 5,6%, calcio 4,2%, sodio 2,5%, magnesio 2,4%, potasio 2,0% y titanio 0,61%. Otros elementos ocurren a menos del 0,15%.
Esto me deja con planetas de carbono , que podrían esperarse alrededor de enanas blancas y púlsares, o planetas de hierro sin manto. Ambos seguramente tendrán sus propias bioquímicas muy interesantes y probablemente no serán adecuados para los océanos de amoníaco. Los gigantes gaseosos tampoco son una solución aceptable.
No veo ninguna razón particular por la que un mundo de hierro o un mundo de carbono deban ser inadecuados para los océanos de amoníaco.
El gran problema con un mundo de hierro es cómo obtener uno que tenga cantidades significativas de volátiles. Pero si postula, por ejemplo, que los océanos poco profundos fueron depositados por el bombardeo de cometas después de que se formaran, está bien. El hierro arrancará el oxígeno directamente del agua con suficiente tiempo y buenos catalizadores... y el amoníaco aceleraría ese proceso, ya que es muy bueno solvatando iones metálicos. El hierro no reacciona fácilmente con el nitrógeno o el amoníaco, y cada partícula de hidrógeno liberada del agua que el hierro destruye es más hidrógeno que ahora está libre para unirse con el nitrógeno y formar más amoníaco. Lo que sería realmente genial es si pudieras obtener un océano en capas, con carbonilo de hierro/níquel en el fondo y amoníaco flotando sobre él... pero no tengo idea si eso sería químicamente estable,
Con el tiempo, el calor y/o la catálisis adecuados, el carbono también arrancará el oxígeno del óxido de hierro, así como el agua. Entonces, en ausencia de amoníaco, un planeta de carbono terminará con una gran cantidad de CO y CO2 en su atmósfera, junto con metano y posiblemente algo de formaldehído, pero probablemente más CO que CO2, ya que el punto central de un planeta de carbono es que la relación C/O está inclinada lejos del oxígeno y hacia el carbono. Con la adición de una gran cantidad de hidrógeno para que también reaccione con nitrógeno y forme amoníaco, todo el CO2 que aún quede se unirá con el amoníaco para formar carbamato de amonio sólido, y puede terminar con reacciones de amoníaco y CO para producir isocianatos, pero una vez que todo el oxígeno disponible esté encerrado en esos sólidos, el exceso de carbono no destruirá el amoníaco como lo haría con el agua. Sin embargo,suficiente amoníaco para todos, para asegurarse de que todo el oxígeno que no está encerrado en las rocas quede encerrado en compuestos complejos de carbono y nitrógeno, tendrá un océano de amoníaco lleno de todo tipo de cosas buenas para hacer vida a partir de .
No es necesario eliminar el oxígeno del planeta, solo sacarlo de la circulación fácil. El oxígeno atrapado en las rocas está exactamente donde quieres tu oxígeno. Ahora, la pregunta es ¿cómo atrapas la mayor parte de tu O2 atmosférico?
Una posible solución es algo así como estos cristales absorbentes de oxígeno. https://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140930113254.htm
Ahora bien, estos cristales en particular liberan el oxígeno bajo calor o presión, por lo que no están del todo bien. Sin embargo, tienen una alta densidad de almacenamiento y el artículo habla sobre cómo la mezcla exacta de cobalto y compuestos orgánicos cambia las propiedades de absorción y liberación. No es demasiado exagerado imaginar un planeta rico en metales formando cristales como estos que luego secuestran la mayor parte del oxígeno antes de ser enterrados.
La Ley del Cuadrado-Cubo
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