¿Es posible un mundo acuático y por cuánto tiempo podría ser estable?

Tengo varias preguntas con respecto a este tema.

Primero, ¿podría un mundo de agua ser estable durante miles de años con la mayor parte de su superficie cubierta de agua? ¿Qué haría falta para que esto sea posible?

Segundo, en dicho mundo, ¿sería posible tener una atmósfera estable para la vida humana? Por estable, me refiero a niveles de oxígeno cercanos al 20 por ciento sin toxinas dañinas. ¿Qué requeriría esto para mantenerse?

¿Sería posible que este mundo existiera sin luna, sin fuerzas de marea y bloqueado de la rotación? ¿Habría algún tipo de marea u oleaje asociado con el agua en esta condición?

¿Qué tan lejos del Sol tendría que estar ubicado para ser seguro para la vida humana, y cómo se vería el Sol en el cielo? ¿Permanecería constante la posición del Sol en el cielo?

Lo siento por la abundancia de preguntas. No sé dónde más encontrar las respuestas, aunque he leído varios libros sobre el tema. He oído hablar de las hojas de cálculo de Excel que te ayudarán a responder este tipo de preguntas, pero no sé dónde encontrarlas ni cómo usarlas. ¡Cualquier ayuda sería muy apreciada!

Una última cosa: cuando digo mundo del agua, me refiero al agua tal como la conocemos (H 2 O) y no a algún tipo de océano de azufre o cualquier otra cosa por el estilo.

¿He dejado de preguntar sobre otra información en profundidad sobre este tipo de planeta?

"Tierra" responde a la gran mayoría de sus preguntas, excepto la falta de luna. Tal como está, esta pregunta dispersa no encaja bien con nuestro formato de preguntas y respuestas. ¿Quizás si lo editara para enfocarse estrictamente en las partes que no son de la Tierra?

Respuestas (3)

Estoy muy lejos de ser un experto, pero es una pregunta interesante y tengo algunas ideas.

Con respecto a la primera pregunta, "¿podría un mundo de agua ser estable durante miles de años con la mayor parte de su superficie cubierta de agua?", siendo algo pedante, la Tierra cumpliría con esta descripción, así que sí (y supongo que realmente quiere decir 'millones' si no 'billones' de años?), aunque incluso entonces la hipótesis de la "Tierra bola de nieve" sugeriría que este estado no es completamente estable en esas escalas de tiempo. Presumiblemente, existe una ventana relativamente estrecha de temperaturas para la estabilidad, ya que demasiado frío y el agua se congelará en hielo (por ejemplo, las lunas variadas ricas en hielo del Sistema Solar exterior), mientras que demasiado caliente y carecerá de una superficie definida como agua. transiciones a vapor. Ambos parecen ser puntos finales fuera de control, es decir, a medida que el planeta se calienta, el contenido de agua en la atmósfera aumenta,

La gravedad también podría ser problemática, con poca masa, la atmósfera será menos densa y se perderá más fácilmente, mientras que con gravedades más altas, la eficacia del vapor de agua como gas de efecto invernadero podría conducir a altas temperaturas y presiones. Lo cual supongo que es algún tipo de consideración para su segunda pregunta.

No sigo del todo la cuestión del bloqueo de las mareas, pero esto sugeriría una órbita razonablemente compacta que a su vez conduciría a la fuga de temperatura y/o al problema de pérdida de atmósfera (y evaporación literal si no hay núcleo de roca). Tal vez con una estrella enana M genial esto podría ser posible, no lo sé.

Un vistazo rápido a arXiv arrojó un artículo interesante de la revista Icarus

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0308324

lo que podría brindar más información (de alguien que sabe de lo que está hablando;) pero aún no he tenido tiempo de leerlo; saltar a las conclusiones sugiere que al menos es posible, si un hielo -planeta rico posteriormente migra hacia el interior.

En su pasado, la Tierra tenía condiciones en las que los continentes eran menos activos y la mayor parte del planeta estaba cubierta por mares poco profundos. Entonces, la Tierra podría no tener tierra y continuar como lo hace ahora, siempre que los mares fueran poco profundos. Los océanos profundos, sin embargo, tienden a ser relativamente estériles en la parte superior, y sin agua corriendo sobre la tierra para suministrar nutrientes, habría mucha menos fotosíntesis para suministrar oxígeno. Sin embargo, los volcanes seguirían entrando en erupción y suministrando nutrientes y dióxido de carbono. En resumen, predeciría que un mundo acuático tendría menos oxígeno y más dióxido de carbono que la Tierra ahora.

El sol todavía ejercería una fuerza de marea, incluso sin la presencia de la luna. Es aproximadamente la mitad de la fuerza de marea de la luna, y no hay forma de evitarlo. Si la rotación de la Tierra estuviera bloqueada con el sol, entonces las mareas serían permanentes e inmóviles. Todavía habría corriente oceánica, por supuesto, debido al calentamiento desigual entre el ecuador y los polos.

Si la tierra estuviera bloqueada por el sol, entonces el lado opuesto al sol se congelaría, probablemente a profundidades de decenas de metros, pero la corriente llevaría suficiente calor del lado cálido para evitar que se congele más profundamente.

Sin la Luna para estabilizarse, la inclinación del eje de la Tierra sería inestable durante largos períodos de tiempo, pero si se va a acabar con la rotación, eso no debería importar mucho.

Sin rotación, el campo magnético de la Tierra desaparecería, permitiendo que las partículas dañinas del viento solar y los rayos cósmicos ingresen a la parte superior de la atmósfera, provocando un aumento en los niveles de radiación. Pero no deberían penetrar demasiado en el océano.

Sin tierra para congelar o sobrecalentar, la zona habitable del sol bien puede ser mayor; en la parte exterior de la zona habitable, sólo la parte de la tierra que da al sol estaría libre de hielo. En la parte interior, no habría hielo ni siquiera en el lado oscuro.

Gracias por las excelentes respuestas. Sin embargo, tengo una pregunta. ¿Qué quieres decir con mareas permanentes e inmóviles? ¿A qué se parecería? Además, ¿qué importancia tendría la corriente oceánica debido al calentamiento desigual? ¿Y no bloquearía la atmósfera, no el campo magnético, el viento solar/otras radiaciones ionizantes?
Ah, y también tengo problemas para visualizar las partes internas y externas y lo que estaría congelado. ¿Alguna idea de cómo explicarlo mejor? Supongo que tiene que ver con la parte interior y el lado oscuro, no estoy muy seguro de dónde está. Muchas gracias por su valioso tiempo.
Tengo dudas de que el clima se mantendría estable, en una escala de tiempo de unos pocos millones de años. El problema es el ciclo de carbonato, silicato, que funciona como un tosco termostato planetario. Supuestamente, la meteorización de silicatos a carbonatos requiere agua, pero no tendrá lugar bajo el agua. El CO2 se libera de las rocas carbonatadas a través del vulcanismo, que produce rocas de silicato. La meteorización de los silicatos les permite combinarse con el CO2 para formar carbonatos y reducir el CO2 atmosférico. Dado que la tasa de meteorización aumenta con la temperatura, se produce una especie de efecto de termostato planetario. Sin tierra, el CO2 simplemente se acumularía.
La marea permanente significaría que las partes del océano que miran directamente al sol y las partes del lado opuesto estarían siempre un poco más alejadas del centro de la Tierra. No se notarían consecuencias significativas en el planeta. El campo magnético terrestre bloquea los rayos cósmicos mucho más que la atmósfera. Edité para aclarar que "parte interior" significa "parte interior de la zona habitable".

Lea más sobre exoplanetas. Se cree que pueden existir planetas que están cubiertos por océanos de muchas docenas (o cientos) de kilómetros de profundidad, sin tierra firme en absoluto. Sí, son estables. ¿Qué se necesita para hacerlos? Mucha agua, por supuesto. El subtipo de exoplaneta que se ajusta a su descripción es Ocean Planet.

http://en.wikipedia.org/wiki/Extrasolar_planet

http://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_planet

Si el océano es muy profundo (cientos de km), entonces el agua en el fondo puede existir en variedades extrañas, como hielo caliente (está caliente porque es profundo y está cerca del núcleo, pero es sólido debido a la enorme presión). Lee sobre el diagrama de fase del agua.

http://www.lsbu.ac.uk/water/fase.html

Atmósfera respirable? Eso requiere oxígeno. Eso definitivamente no es estable a largo plazo porque oxida rocas y otras cosas, por lo que requiere la existencia de plantas productoras de oxígeno en el océano.

¿No LUNA? Claro, es posible. Hay discusiones sobre si la aparición de la vida requiere una gran luna y mareas (y algo de tierra seca), pero esto es solo especulación en este momento. La vida puede haber venido del espacio exterior, por lo que sabemos.

¿"Bloqueado de la rotación"? ¿Quieres decir que un año es igual a un día? Eso no es muy probable. Si está muy cerca de su sol, entonces, durante mucho tiempo, ese mundo puede quedar bloqueado por las mareas de su sol, por lo que no habría amanecer, ni atardecer, ni "días" como los conocemos. Pero esto de ninguna manera se debe a que tenga grandes cantidades de agua: el agua es irrelevante en este contexto, cualquier mundo haría lo mismo, independientemente de su composición.

En cualquier caso, si no está bloqueado por mareas en su sol, entonces las olas de marea serían como en la Tierra en medio del Pacífico: bastante leves. Si está bloqueado por su sol, no habría maremotos.

¿Qué tan lejos de su sol? Depende de lo caliente que esté el sol. Más caliente que el nuestro, entonces debe mantenerse más alejado. Más fresco que el nuestro, luego más cerca.

Parece que estás escribiendo un libro de ciencia ficción, o algo así, y estás investigando. :)

no un libro, Florin, sino un cuento. ¡Le diste de lleno! Gracias por las maravillosas respuestas. Entonces, el océano estaría quieto, sin marea, si estuviera bloqueado por la marea con el sol. Un océano tranquilo; ¿No crees que eso es interesante? Cantidades masivas de plantas productoras de oxígeno en la superficie podrían ser posibles, incluso probables, si hubiera una gran fuente de dióxido de carbono en el océano (no demasiado profundo). ¿Es esto correcto?
"Aún" sólo en el sentido de que no hay mareas. Pero todavía habrá muchas corrientes, porque toda la atmósfera y la hidrosfera son máquinas termodinámicas gigantes impulsadas por el sol. Incluso podría haber interesantes corrientes permanentes cerca de la zona de terminación (entre las zonas de día y de noche). Eso produciría agitación en la profundidad del océano y el aire. La vida es definitivamente posible (a menos que requiera que la tierra aparezca para empezar). Tal vez incluso la vida animal. Me gustaría leer esa historia una vez que esté terminada. :)
Por ejemplo, cerca del terminador puede ver el agua fluyendo hacia la zona nocturna en la superficie, mientras regresa a la zona diurna en las profundidades. La atmósfera puede hacer exactamente lo contrario: el viento sopla hacia el sol en la superficie y regresa a la zona nocturna a gran altura. Las formas de vida pueden explotar estos fenómenos. Estas corrientes de anillo gigantes pueden o no ser consistentes o estables a lo largo de todo el terminador: todo el sistema es grande y complejo, así que no se sorprenda si surgen patrones "interesantes".
No tengo idea de cómo se vería el clima lejos del terminador. Mucho calor en el centro de la zona de día, quizás no lo suficientemente caliente como para que hierva el agua, pero quizás tampoco habitable (para la vida normal). Puede haber una capa de hielo permanente en el lado opuesto. Aparte de eso, vientos, corrientes, ciclones, no sé. Tal vez similar a la Tierra. La vida tal como la conocemos evitaría los puntos extremos.
Ahora me pregunto si los vientos/corrientes del "anillo" se extenderían desde el terminador hasta los puntos fríos/calientes. Hmmm... Probablemente no. Pero podría haber una especie de sesgo general, pero no un patrón fijo, de los vientos/corrientes para soplar hacia el punto caliente (vientos) o fluir hacia el punto frío (corrientes) en la superficie; y en direcciones opuestas lejos de la superficie (ya sea alto o bajo). No creo que realmente puedas decir lo que sucede sin ejecutar simulaciones masivas por computadora.
El punto caliente sería jodidamente loco. Aire saturado de humedad, temperaturas que te matarían bastante rápido. Los vientos se elevarían en ese punto hacia la atmósfera alta, luego regresarían hacia las áreas más frías y simplemente arrojarían toda esa agua en el proceso. Me pregunto si habría un anillo de lluvia casi permanente alrededor del punto caliente. ¿Hasta dónde llegaría el aire caliente y húmedo antes de descargar toda el agua? ¿O tal vez el punto caliente no es lo suficientemente estrecho para producir algo como esto? Tal vez algún tipo de efecto invernadero local mejoraría los vientos ascendentes y crearía un punto caliente más nítido.
El punto frío sería sólido todo el camino hacia abajo. No hay océano allí. Espera no. Depende del diagrama de fase del agua. Eche un vistazo al diagrama y vea si existen formas líquidas a temperaturas muy bajas. Haría mucho frío allí abajo. Probablemente no lo suficientemente frío como para licuar el aire, pero muy, muy frío.
Guau, estás agregando mucha profundidad a los pequeños detalles de mi historia que afectan a mis personajes de muchas maneras pequeñas; cómo se visten, qué ven, cómo se sienten y cómo les afecta culturalmente. ¡Muchas gracias!
Ahora definitivamente quiero leer esa historia, cuando esté lista. :)
¿Es posible un mundo acuático y por cuánto tiempo podría ser estable?
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