Habitabilidad de un planeta volcánico helado

Un grueso núcleo fundido sugiere fuertemente que te estás refiriendo a un planeta rocoso. Esto también significa que, dadas las teorías estándar sobre la formación planetaria, la composición del manto y las cortezas probablemente también sería similar a la de la Tierra. Además, podríamos inferir que la composición química de la actividad volcánica también sería similar. Asumiré estas condiciones como precisas.

Para marcar una diferencia de más de 200 grados solo con la actividad volcánica, el vulcanismo tendría que ser extenso y profuso en extremo. Dado que los volcanes de la Tierra son bastante tóxicos, con sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre y otros venenos en menor concentración, la atmósfera sería ciertamente bastante tóxica para la vida terrestre típica. Las grandes cantidades de CO2 también serían tóxicas para los animales.

Elevar la temperatura debido al gran efecto invernadero implica otros problemas. Ya sea atmósferas muy espesas, grandes concentraciones de GEI en la atmósfera o una combinación. Una atmósfera espesa tiene un problema: la alta presión por sí sola causará insuficiencia pulmonar debido al esfuerzo de bombeo adicional, aunque también habría otros problemas. Las altas concentraciones de GEI del vulcanismo también serían tóxicas.

Entonces, los humanos no van a vivir en este planeta al aire libre.

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Puedes calentar un planeta 200 grados más de lo que se esperaría a partir del balance de calor solar.

• Póngalo en órbita alrededor de un gigante gaseoso grande y permita el calentamiento a través de las fuerzas de marea / electroimán. Sin embargo, probablemente estará bloqueado por las mareas
• Tener una extensa civilización de alta tecnología que usa mucho poder de fusión. Tomará mucho, pero la civilización podría comenzar con ciudades cerradas y gradualmente calentar el planeta a medida que eventualmente usen toda la superficie del planeta.
• Calentamiento intencional a través de satélites de energía solar o similares. En teoría, podría obtener el calor del interior del planeta; en la práctica, esto es mucho más difícil de lo que piensa, a menos que el planeta tenga una corteza mucho más delgada que la Tierra, pero si el planeta tuviera una corteza mucho más delgada, la tasa natural de la migración de calor desde el interior ya podría ser mucho mayor que en la Tierra.

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Caso de apoyo: originalmente no noté la etiqueta de ciencia dura

Solo dependiendo del vulcanismo para el calentamiento adicional, ¿cuánto necesitarías realmente? Considere el balance energético de la tierra El calor geotérmico representa 47 TW de calor, mientras que el calor solar es 173 000 TW. Como dijiste, esta tierra alternativa no recibe efectivamente ningún calentamiento solar a 40 AU (la órbita de Plutón), solo obtienes una fracción de 1/1600 del calentamiento solar, es decir, 173,000/1600 = 108 TW.

Ahora, -20F es un poco más frío que la Tierra, pero si ignora el efecto invernadero natural, la Tierra en realidad tendría unos -18 C / 0 F. Es difícil decir si el efecto invernadero sería en su planeta, pero para ser conservador, supongamos que también sería alrededor de 60 F (poco probable ya que esto es proporcionalmente más alto y el flujo solar para Plutón es mucho más bajo). Por lo tanto, buscamos una temperatura natural de cuerpo negro debido al balance de calor solar de -80F.

Para mantener esta temperatura más baja, el calor necesario es aproximadamente el 49,5 % del calentamiento de la Tierra ((459 - 80) / (459))**4 -- comparando -80F y 0F usando la escala de Rankine y recordando la regla de la cuarta potencia de Stefan –Radiación de cuerpo negro de Boltzmann

Entonces llegamos a la conclusión de que el calentamiento geotérmico total tendrá que ser de 85.500 TW. Esto es más de 1800 veces el de nuestra tierra. La única suposición razonable es que el vulcanismo será masivo probablemente más de 1000 veces más que en la Tierra. Hay varios gases de gran preocupación que provienen de los volcanes. Me preocuparía más por el dióxido de azufre. El SO2 es ciertamente tóxico, pero el problema real es que generalmente se convierte en ácido sulfúrico que cae en forma de lluvia. El PH del suelo se arruinaría por completo si la lluvia fuera 1000 veces más ácida que la nuestra. Las grandes nubes de ceniza y los flujos de lava también serían ciertamente devastadores. Infórmese sobre los supervolcanes y tenga en cuenta que estos serían un problema común en este entorno. La teoría de la catástrofe de Toba también es una lectura interesante.

Incluso el CO2 proveniente de un volcán puede ser tóxico por el simple recurso de desplazar el oxígeno.

Para lograr este flujo de calor del núcleo interno de nivel masivo, la corteza será necesariamente muy delgada. Los terremotos serán comunes y bastante destructivos. Los terremotos no suelen ser dañinos si los seres humanos viven en un entorno natural al aire libre. El derrumbe de edificios, puentes, tuberías, represas e instalaciones industriales suele ser la causa de muertes y lesiones en un terremoto. Dada una temperatura de -20 F, los edificios serán necesarios para vivienda, invernaderos, etc., por lo que los terremotos también serán un factor de supervivencia.

Tenga en cuenta que los grandes efectos del vulcanismo hacen que la contribución al calentamiento del efecto invernadero sea esencialmente imposible de modelar, al menos sin una gran cantidad de esfuerzo. Creo que está claro que los efectos son tan grandes que no es necesario conocer esto en detalle para saber que tenemos unas condiciones de vida muertas o al menos extremadamente duras en esta tierra volcánica.

No, porque no habría suficientes plantas.

El oxígeno libre no tiende a formarse naturalmente. El O2 es una molécula de entalpía bastante alta en comparación con varios óxidos, razón por la cual las cosas se queman bien en una atmósfera con alto contenido de oxígeno. En la Tierra, miles de millones de años de vida han servido para producir mucho oxígeno al secuestrar el carbono del CO2 y convertirlo en biomasa. Esta oxigenación de la atmósfera no se habría producido sin vida que la impulsara. El oxígeno atmosférico permitió la evolución de los organismos aeróbicos, un excelente ejemplo de los cuales es el homo sapiens sapiens .

En un mundo de hielo volcánico, incluso si hay bandas con temperaturas de supervivencia, probablemente no haya muchas plantas, o incluso grandes colonias de fotosintetizadores primitivos como las cianobacterias. La mayor parte del mundo estará terriblemente fría y las partes más cálidas (cerca de los volcanes) serán golpeadas constantemente por flujos de ceniza y lava. Esto significaría poco o nada de oxígeno, particularmente porque es probable que un mundo volcánico sea bastante joven. En cambio, terminaría con muchos gases como el CO2 en la atmósfera, que son tóxicos para respirar en grandes cantidades. (Además, te sofocarías sin oxígeno).

Me pregunto cuánto tiempo permanecería caliente un planeta así, antes de que se perdiera el calor interno. De acuerdo, suena plausible que una supertierra retenga una cantidad significativa de calor, pero el suelo estaría frío ya que una cantidad significativa de calor solo se pierde a través del vulcanismo. Supongo que una supercaldera podría proporcionar un área extendida sobre una columna de manto que se calienta a temperaturas agradables, pero todavía no tienes aire.

¿Qué tal una cámara subterránea a gran escala, como una cúpula del tamaño de una nación, calentada desde abajo y que contiene aire?

Podría ser un mundo acuático, y un deshielo del tamaño de un mar a la manera del lago Vostok podría estar, digamos, a cien millas de profundidad. Refuerce el domo con nanocompuestos de carbono y elimine el agua, y tenga algunos mecanismos para regular la acumulación de calor a través de la ventilación a través de un bypass. Que tenga el tamaño y la forma de Nueva Zelanda.

El artículo de referencia menciona interiores indiferenciados, lo que suena muy intrigante para una historia como una pepita de hielo de agua podría estar en una matriz de piedra, por ejemplo; pero no tiene sentido cómo ese puede ser el caso con la convección del manto o (si no) la fusión.