¿Qué se necesitaría para que todo el planeta tuviera un clima polar?

Si un planeta está lo suficientemente lejos de su estrella, hará frío, el agua se congelará, etc. Para tener plantas, necesitarás agua líquida durante al menos una parte del año (algo así como la tundra, al menos), o necesitarías mares líquidos donde tendrías algas. Si no tienes plantas, no puedes tener todo el orden superior de organismos.

Los vientos se producen por diferencias en la presión del aire, lo que estaría relacionado con la temperatura, no con la velocidad de rotación del planeta. No estoy seguro de cómo las temperaturas más bajas afectarían eso.

Básicamente, mira la Tierra, luego estira las áreas polares hacia el ecuador. En las profundidades de la Antártida, nada vive, demasiado frío. En la orilla cerca del océano, tienes pingüinos. Viven en la tierra, pero cazan en el agua. A su vez, también se cazan en el agua: allí hay todo un ecosistema, con algas, krill, ballenas y más. Todo bajo el agua, donde hace más calor (ligeramente) y el agua permanece líquida. En el área ártica, es más o menos lo mismo: los osos polares viven en el hielo, pero cazan en el agua, donde también se encuentran algas, peces, ballenas, etc. La tundra es mucho más animada: plantas, pájaros, insectos, mamíferos, pero solo en verano. Una vez que hace demasiado frío, todo entra en hibernación o migra hacia el sur.

Por lo tanto, puede tener áreas habitables frías cerca de su ecuador y polos grandes inhabitables. Puedes tener un desierto de hielo con oasis de aguas termales. Puedes tener todo el planeta cubierto de hielo, sin agua líquida, pero entonces no sería habitable. La cosa es que nuestras células están llenas de agua líquida. Entonces, si no tienes agua líquida en alguna parte, no puedes tener una célula viva. Si no puede tener una célula viva, no puede tener un organismo multicelular que produzca y conserve el calor corporal, lo que le permitiría vivir en ambientes más extremos.

La Tierra real sufrió una o más glaciaciones globales durante el período conocido como " Tierra bola de nieve ". Al principio de la historia de la Tierra, el Sol era mucho menos energético y entregaba menos calor. Con una luminosidad tan baja como el 30% de la actual, los cambios repentinos en el clima, como la " gran oxigenación ", darían como resultado bucles de retroalimentación positivos masivos, incluida la glaciación desbocada a medida que el hielo refleja cada vez más radiación en el espacio. El ecuador de la Tierra puede haberse parecido a la Antártida moderna en el apogeo de la glaciación.

Posible reconstrucción de Snowball Earth

Entonces, en general, para empezar, necesitaría que llegue menos energía solar al planeta (una estrella más pequeña y más tenue o que esté más lejos del sol), y una caída repentina en la capacidad de la atmósfera para retener la radiación (como la gran oxigenación ) o un circuito de retroalimentación fuera de control causado cuando existe el inicio natural de una edad de hielo debido a un ciclo de Milankovitch . De cualquier manera, podría conducir a un período de decenas de miles a millones de años de frío intenso.

La desventaja de Snowball Earth es que las condiciones gélidas son muy hostiles para la vida, y durante el período histórico, la vida parece haberse retirado a bacterias extremófilas, algas y otras formas de vida muy primitivas que pueden sobrevivir con aportes mínimos de energía. Los osos polares o los pingüinos no van a sobrevivir mucho tiempo en este entorno.

Abajo hay un planeta terrestre con una inclinación axial de 58°. Como consecuencia de esto, los círculos polares (32° N&S) están más cerca del ecuador que los polos, y los círculos tropicales (58° N&S) están más cerca de los polos que del ecuador:

Cada polo se turna para apuntar hacia y desde el sol durante aproximadamente la mitad del año, como en la Tierra, pero debido a que la inclinación aquí es más del doble que la de la Tierra, la congelación invernal en realidad se extiende hacia y más allá del ecuador, hasta la mitad estival del planeta (dependiendo de la geografía: en la Tierra, el hielo marino del Ártico puede llegar tan al sur como 45 ° N y el hielo marino antártico tan al norte como 20 ° S ).

Este planeta también está más lejos de su sol que la Tierra, por lo que recibe menos energía, tiene una atmósfera más delgada, que retiene menos calor y produce menos efecto invernadero, y también puede tener un año y un día más cortos que la Tierra. Al combinar algunas de estas variaciones, es probable que la nieve y el hielo marino dominen el paisaje durante la mayor parte del año en la mayor parte de la región ecuatorial, y es muy posible que se pueda encontrar nieve y hielo en invierno durante todo el año.

Nota: Esto supone un planeta con una cantidad significativa de tierra en el área de los polos. Clima en alta oblicuidad (PDF) concluye (en la sección 6. Conclusión y Apéndice A) que un mundo oceánico con una inclinación axial de 54°-90° permanecería en gran medida por encima del punto de congelación gracias a las propiedades de transporte térmico de los océanos:

Nuestras simulaciones emplean una configuración sin terreno. Aunque reproduce (con una oblicuidad de 23,5°) las principales características del clima actual, es plausible que determinadas configuraciones continentales tengan un impacto de primer orden en el clima, por ejemplo, en los casos en que grandes extensiones de tierra están alejadas de todas las influencias oceánicas ( ej., un gran continente polar). En tales casos, solo el transporte de calor atmosférico podría modular las fluctuaciones estacionales extremas, lo que posiblemente resulte en excursiones de temperatura más allá del rango de habitabilidad.

Para una especie adaptada al frío, el área más habitable sería aproximadamente 32°N–32°S, extendiéndose hacia el polo en el invierno y según lo permita la geografía local (como la elevación).

¿Es posible que un planeta en la zona habitable tenga un clima polar en todo el planeta y todo el tiempo? De ser así, ¿qué se requeriría?

Una importante reducción de la cantidad de gases de efecto invernadero.

Si la temperatura sube por un aumento de CO ₂ , entonces bajará por una disminución de CO ₂ . Disminuya lo suficiente y los inviernos se harán más largos y severos. La nieve adicional reflejará más energía de vuelta al espacio, por lo que el planeta no se calentará tanto. Esto conducirá a un círculo vicioso que conducirá a temperaturas muy frías.

Aunque no sería muy habitable...