¿Es posible que el suelo de un exoplaneta desértico sea tan rico en cobre que su superficie esté cubierta en su mayor parte por desiertos verde-azulados?

Compuestos de níquel.

fuente

El níquel es casi tan común como el hierro en el universo; Te remito a la mesa fina publicada por Dutch. El núcleo de la tierra está hecho de níquel y hierro y de eso también están hechos muchos asteroides metálicos. El óxido de níquel (representado) es de un verde impresionante, pero muchos de los compuestos de níquel tienen los azules y verdes que desea.

http://wwwchem.uwimona.edu.jm/courses/nickel.html#:~:text=Nickel%20oxide%20is%20a%20powdery,nickel%20hydroxide%2C%20carbonate%20or%20nitrate .

Compuestos de níquel

El níquel es conocido principalmente por sus compuestos divalentes ya que el estado de oxidación más importante del elemento es +2. Sin embargo, existen ciertos compuestos en los que el estado de oxidación del metal está entre -1 y +4. El azul y el verde son los colores característicos de los compuestos de níquel y suelen estar hidratados.

El hidróxido de níquel generalmente se presenta como cristales verdes que pueden precipitar cuando se agrega un álcali acuoso a una solución de una sal de níquel (II). Es insoluble en agua pero se disuelve fácilmente en ácidos e hidróxido de amonio.

El óxido de níquel es un sólido verde pulverulento que se vuelve amarillo al calentarse. Es difícil preparar este compuesto simplemente calentando níquel en oxígeno y se obtiene más convenientemente calentando hidróxido, carbonato o nitrato de níquel. El óxido de níquel es fácilmente soluble en ácidos pero insoluble en agua fría y caliente.

Puedo imaginar que un mundo que tuvo un bombardeo tardío de meteoritos ricos en níquel podría tener una superficie enriquecida con compuestos de níquel.

olivino.

https://en.wikipedia.org/wiki/Olivino

El mineral olivino (/ˈɒl.ɪˌvin/) es un silicato de magnesio y hierro con la fórmula química (Mg2+, Fe2+) 2SiO 4. Es un tipo de nesosilicato u ortosilicato. El componente principal del manto superior de la Tierra,[8] es un mineral común en el subsuelo de la Tierra, pero se desgasta rápidamente en la superficie.

El olivino obtiene su color verde del magnesio y el hierro. No es raro. Supuse que debía haber arena verde en algún lugar porque estaba hecha de olivino. Sí.

https://amazing.zone/playa-de-arena-verde

La acertadamente llamada playa de arena verde en Hawái obtiene su color del olivino.

Parece ser difícil.

En cuanto a la abundancia, el cobre es aproximadamente 3 órdenes de magnitud menos abundante que el hierro si observamos el sistema solar .

Esto significa que, en promedio, por cada mol de cobre tendrás alrededor de 1000 moles de hierro.

Para colmo, el cobre (8,96$g/cm^3$@RT, 8.02$g/cm^3$cuando es líquido) también es más denso que el hierro (7.87$g/cm^3$@RT, 6,98$g/cm^3$cuando es líquido), esto significa que en un planeta diferenciado el hierro flotará sobre el cobre, haciendo que el cobre sea aún más escaso en la superficie, incluso si se comenzó con la misma abundancia inicial.

Tal vez vino del exterior:

como L.Dutch ha mencionado correctamente, tanto cobre en la superficie del planeta puede no ser tan común solo atribuido a la formación del planeta. Pero, ¿qué pasa con los importados del exterior en una etapa posterior?
Quiero decir: se ha descubierto cobre en meteoritos:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063320303056

En este artículo, informamos sobre la abundancia y la ocurrencia de minerales de cobre en condritas de H, identificamos minerales portadores de Cu e interpretamos su distribución en el contexto de procesos que deben haber afectado a los cuerpos parentales. Esto nos lleva a sugerir que algunas partes de los asteroides de tipo S contienen Cu en una forma y cantidad que satisfaría los requisitos de una explotación potencialmente económica y ambientalmente más eficiente.

Entonces, se podría diseñar en la historia del planeta un evento donde llegaron muchos asteroides con cobre y poblaron la superficie con el mineral.

O la actividad volcánica ayudó:

sí, el cobre normalmente queda atrapado dentro del planeta, no en la superficie. Pero la actividad volcánica puede consolidar grandes depósitos de cobre dentro de ellos:

https://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150209113220.htm

El cobre se forma en asociación con volcanes como los que rodean el Cinturón de Fuego del Pacífico.

El profesor Blundy y sus colegas especulan que los depósitos de cobre se están formando debajo de muchos volcanes activos en la actualidad, incluido el volcán Soufrière Hills en la pequeña isla caribeña de Montserrat que ha estado en erupción desde 1995.

Y luego, después de algunos siglos, solo necesitas un terremoto o una fractura por deriva continental o (¿por qué no?) otro meteorito para exponer esos grandes depósitos de cobre y crear tu desierto azul.

Químicamente, se tiende a encontrar el cobre en estrecha asociación con la plata y el oro. Me han dicho que hubo una vez (incluso en las décadas de 1960 y 1970), las nóminas de la mina de cobre Anaconda en Montana (en ese momento, la mina de cobre más grande de la Tierra, tanto por producción como por área/volumen) fueron satisfechos únicamente con la plata y el oro producidos como subproductos de la producción de cobre que fue motivo de operación de la mina.

Sin embargo, como se señaló en otra respuesta, el cobre es relativamente escaso en comparación con metales como el hierro, el magnesio, el aluminio y los metales alcalinos, unas mil veces más escaso que el hierro.

Una forma de evitar esto sería que algo hubiera consumido la mayor parte del hierro en la corteza del planeta en algún momento de su historia (quizás la nano-minería por una raza de Progenitores que colonizaron la galaxia hace mil millones de años y luego desaparecieron). La mayoría de los otros metales más comunes tienen óxidos blancos o de color débil. Combine eso con un largo período de erosión, del tipo que produce depósitos aluviales de oro en la tierra, y podría obtener áreas bajas, originalmente llanuras de inundación o deltas de ríos, que están enriquecidas con compuestos de cobre, pero con toda la corteza pobre en hierro ( excepto en las regiones volcánicas de puntos calientes, donde las erupciones repondrían el hierro de las rocas del manto).

Ahora, una transición de húmedo a seco transformaría esas llanuras aluviales en limo plano y árido, que, en lugar de ser de color beige o naranja por el hierro, podría ser de verde a azul debido al enriquecimiento aluvial de cobre.

Sus desiertos podrían ser azules no por el polvo de cobre, sino por las algas.

Más específicamente, una especie particular de diatomea nativa de su planeta, que es extrañamente resistente a la degradación biológica o física, y tiene un color azul particularmente rico debido a sus pigmentos similares a la ficocianina . A lo largo de miles de millones de años, podrían acumularse para convertirse en un componente importante de los polvos y sedimentos de su planeta, y soplarían con los vientos para formar vastas y coloridas dunas en sus desiertos.

Los pigmentos tienden a fotoblanquearse con el tiempo con la exposición a la luz y, en particular, a la luz ultravioleta. Tal vez haya suficiente producción constante de algas para cubrir las arenas marchitas, o tu especie resiste este efecto debido a alguna rareza en su caparazón de silicato, o en la mezcla de pigmentos accesorios en su citoplasma.

Esto es más complicado de lo que parece. La mayor parte de la arena o suelo rojo es el resultado del óxido de hierro (III). Los compuestos de sesquióxido como este son un componente extremadamente común del suelo debido a un puñado de aspectos específicos de la geoquímica de la Tierra. El sesquióxido de cobre actualmente es solo teórico como un compuesto independiente, y los óxidos de orden inferior no solo no son comunes en los suelos, sino que tampoco son azules o verdes.

Así que necesitamos observar una geoquímica diferente a la de la Tierra para que esto funcione.

Las posibilidades que vienen a la mente incluyen:

Carbonatos básicos de cobre.

En concreto, malaquita y azurita. Ambos pueden ocurrir en geoquímicas similares a las de la Tierra, pero las condiciones requeridas para colorear un desierto con ellas no se dan fácilmente aquí en la Tierra. La malaquita varía de un verde bosque profundo a un verde pálido de espuma de mar, mientras que la azurita es de un azul oscuro. En teoría, en un planeta especialmente árido, podría tener una forma desértica donde la "arena" está hecha de estos dos minerales en lugar de sílice como es común aquí en la tierra, y debería tener un hermoso color azul verdoso si se ve desde el espacio. .

Óxidos de níquel y/o cromo

El óxido de níquel (II) y el óxido de cromo (III) son ambos de un hermoso tono de verde, y ambos pueden comportarse de la manera requerida para colorear un desierto. Sin embargo, ambos requerirían algunos cambios en la geoquímica para ser lo suficientemente frecuentes como para lograr tal resultado, sobre todo una disponibilidad atípicamente baja de hierro en la corteza planetaria. No puede obtener azules de esta manera, pero vistos desde el espacio, los verdes podrían confundirse fácilmente con la vida vegetal similar a la tierra a partir de una inspección superficial limitada.

Ciertas sales metálicas hidratadas

El cloruro de cobre (I) hidratado tiene un bonito color verdoso (en realidad bastante parecido al óxido de cromo (III) mencionado anteriormente), el cloruro de cobre (II) dihidratado y el sulfato de cobre (II) pentahidratado son el clásico 'azul cobre', y un puñado de otras sales iónicas de cobre también producen colores similares cuando hay agua presente en la matriz cristalina. El caso es similar para las sales de hierro (II) con agua en su matriz cristalina, que son de un color verde espuma de mar bastante peculiar. Para que esto funcione, el agua líquida debe ser relativamente escasa, pero el agua debe estar químicamente disponible de modo que las sales puedan formarse y no se sequen, ya que las formas anhidras tienen invariablemente colores diferentes.

Un par de pensamientos:

En el libro The War With Earth , un gigante gaseoso frito por una supernova cercana se reduce de tal manera que el núcleo metálico se separa a medida que se enfría en capas distintivas basadas en la masa, de modo que cada elemento forma una capa semipura. En tal escenario, todo el cobre se depositaría en una capa, y si se quitaran las capas superiores de dicho cuerpo, la superficie resultante sería cobre casi puro. Dado el tiempo, la atmósfera y el desgaste, esto podría significar que un sistema mundial/estelar que comience con algo como esto podría ser muy rico en cobre.

Un poco más realista, si la vida del planeta depende en gran medida del cobre, entonces los organismos podrían estar secuestrando todo el cobre posible en el planeta, digiriendo minerales, etc. Ahora, si tiene una capa de organismos muertos que mueren o se depositan biológicamente, la superficie que se convierte en su desierto podría estar altamente enriquecida en compuestos de cobre (el equivalente de cobre de la tierra de diatomeas).

Los óxidos de cobre son rojos ( Cu ₂ O , también conocido como cuprita) o negros ( CuO ). Trabajo con cuprita y también puede verse negro. La imprimación de pintura de óxido rojo se basa en óxidos de cobre, como un ejemplo de cómo se ven triturados pequeños; el residuo del pulido de cuprita es de un color muy similar al óxido.

Sin embargo, los carbonatos de cobre (básicos , cloruros, sulfatos y acetatos son azules o verdes. Parte de mi cuprita tiene inclusiones verdosas. Si puede diseñar suficiente cobre en su mundo, esto no debería ser demasiado difícil de explicar. El carbonato, por ejemplo, se forma en condiciones ambientales (terrestres), al igual que el cloruro en presencia de sal común .

Al igual que la oxigenación de los océanos de la Tierra, causada por la evolución de la fotosíntesis, conduce a depósitos masivos de hierro en bandas aquí en la Tierra, es posible que alguna forma de microbio pueda causar y mantener concentraciones de grandes depósitos de compuestos de cobre verde en el transcurso de un pocos miles de millones de años. En ausencia de tectónica de placas, tales depósitos podrían no ser destruidos por procesos naturales, por lo que incluso un proceso biológico de acción muy lenta podría tener un efecto enorme con el tiempo.

Se podría usar una combinación de microbios, plantas e incluso animales para explicar las concentraciones de casi cualquier cosa que, de otro modo, sería improbable debido a la geofísica pura.

Usamos bacterias para extraer cobre de los minerales , somos un animal, usamos bacterias para concentrar compuestos de cobre en la superficie del planeta, que de otro modo se mezclarían con el manto a niveles cercanos a la abundancia promedio del sistema solar.

Ver también: https://www.nature.com/articles/ismej200775 .

Solo para dar una visión diferente: tenga en cuenta que todo en su planeta puede parecer verde (más o menos), no debido a las propiedades reflectantes / absorbentes del material (superficie) que está mirando, sino porque la luz que llega al material es no blanco puro, por ejemplo:

• si la salida de la estrella es azulada (realmente no se puede usar completamente verde) , en lugar de distribuirse en todo el espectro visible, todo lo que mire estará sesgado hacia ese color (imagine a alguien cuya camisa es de color rojo brillante bajo el sol del mediodía - bajo la luz del reflector de discoteca azul se vería de un color diferente)

• si la atmósfera del planeta bloquea parte del espectro de luz (también se puede combinar con lo anterior), el color percibido también cambiará (observe cómo los grandes incendios o las erupciones volcánicas cambian los colores, también relacionado pero diferente: fotografía tomada al mediodía versus amanecer/atardecer )

Puede combinar ambos con todas las respuestas anteriores (por ejemplo, puede tener una combinación de estrella azulada + arena amarillenta para que la arena parezca verdosa, etc.).

También tenga en cuenta que la percepción del color en una cosa de biología . Recuerde cuando salieron esas primeras luces LED (y antes de ellas, las CFL), cómo tenían una temperatura de "blanco frío", por ejemplo. eran azulados . Sin embargo, cuando miraba un trozo de papel después de unos minutos de que las luces estuvieran encendidas, juraría que el papel se veía blanco y no azulado (el mismo efecto y más pronunciado, pero en la dirección opuesta, se puede ver con la luz de una vela naranja/rojiza). Es porque su cerebro ha realizado una corrección automática del balance de blancos de acuerdo con su sentimiento/recuerdo de cómo debería verse el papel.