Reducción de la presión atmosférica en Snowball Earth

En general, hay dos razones por las que una atmósfera planetaria puede perder densidad (que no es lo mismo que la presión, pero sospecho que es lo que realmente quiere saber): temperatura y fugas.

Abordemos primero las fugas.

Tanto Marte como Venus, sorprendentemente, están perdiendo atmósfera a un ritmo constante. Esto es a pesar de que Venus tiene una densidad atmosférica de más de 90 veces la de la Tierra y Marte tiene menos del 1% de la densidad atmosférica de la Tierra. ¿Por qué? Ninguno de los dos planetas tiene magnetosfera.

En última instancia, el viento solar es en realidad una cosa. Las partículas cargadas de alta energía salen del sol a una velocidad razonablemente constante (o al menos rítmica), y pueden causar mucho daño a lo que sea que golpeen. Los astronautas del Apolo experimentaron destellos en sus ojos mientras estaban en el espacio y no se lo dijeron a su personal médico hasta después de aterrizar en caso de que la misión fuera cancelada. Estos destellos en realidad resultaron ser rayos cósmicos (léase solares) que golpean la retina, activan el destello y causan algunos daños en el camino a través del cuerpo. De hecho, esto es similar a cómo funcionan los rayos X.

Esos rayos energéticos, si golpean la atmósfera en una cantidad significativa, hacen que se desvíe hacia el espacio, lo que significa que sin una magnetosfera que la proteja, la mayoría de los planetas razonablemente cercanos al sol (planetas terrestres) perderán su atmósfera con el tiempo. Marte ha estado haciendo eso durante algún tiempo, de ahí la muy baja densidad de su atmósfera.

Sin embargo, aquí es donde termina la similitud entre Marte y Venus, lo que nos lleva al siguiente factor; temperatura.

La conclusión es que el mismo volumen de gas en el recipiente del mismo tamaño está a mayor presión cuando está más caliente que el otro recipiente. Lo que eso significa es que en el caso de Venus, la densidad es alta porque la temperatura es alta; la cantidad de CO ₂ en la atmósfera en los primeros años de vida de Venus fue suficiente para iniciar un efecto invernadero desbocado, y el aumento de la temperatura atmosférica resultó en un aumento de la densidad atmosférica. Los gases altamente energizados tienen una mayor densidad, pero lo contrario también es cierto; los gases a temperaturas más bajas experimentan densidades más bajas.

Entonces, la respuesta a su pregunta sobre la densidad atmosférica es una de las siguientes, o una combinación de las mismas;

1) Reducción Temporal de la Fuerza de la Magnetosfera
Si la magnetosfera de su planeta, por cualquier razón, se reduce en intensidad, los rayos cósmicos que se dejan pasar podrían disminuir el volumen de gas en su atmósfera. ¿Podría eso suceder rápidamente? Probablemente no, pero una combinación de falta de magnetosfera y (digamos) un evento de eyección de masa coronal (CME) podría desencadenar algunas pérdidas masivas de atmósfera. Sería muy desafortunado que algún evento temporal en el núcleo de la Tierra detuviera el giro del núcleo interno lo suficiente como para generar el campo magnético de la Tierra exactamente al mismo tiempo que el sol entra en una fase altamente inestable de CME de masa, pero las probabilidades no son matemáticamente cero.

2) Temperaturas generales más bajas
Lo crea o no, su Snowball Earth en realidad puede proporcionar la respuesta a su pregunta. Si la Tierra tiene un alto contenido de CO ₂ y, como resultado, una temperatura general alta, entonces las plantas toman ese CO ₂ y lo vuelven a convertir en oxígeno, es posible que la presión atmosférica se reduzca significativamente a medida que la temperatura desciende. ¿Podría caer en un 50%? Altamente improbable pero no imposible. Dadas las temperaturas en Venus y la diferencia de densidad masiva entre la Tierra y él, ciertamente está dentro del ámbito de la posibilidad de que las presiones atmosféricas como resultado de una Tierra Bola de Nieve puedan reducirse a la mitad, aunque mucho de eso dependería de la cantidad de CO ₂estaba en la atmósfera de antemano y qué impacto había tenido en las temperaturas globales en primer lugar.

De los dos de estos fenómenos, el primero es el que tiene más probabilidades de generar un cambio dramático , digamos durante su lapso de 20 años. Es más probable que el segundo tenga un efecto estable pero reversible durante un largo período de tiempo; se postula que nuestra propia Tierra Bola de Nieve fue aliviada por la actividad volcánica, por ejemplo. Por otro lado, es muy poco probable que la magnetosfera se detenga y luego se reinicie en algún momento, especialmente cuando te das cuenta de que la magnetosfera es, en última instancia, el efecto del núcleo interno de la Tierra que actúa como una dínamo muy grande; mejor que siga funcionando.

Dicho esto, si el sol pasara por una fase REALMENTE inestable, las súper CME podrían liberar suficiente eyección para abrumar a la magnetosfera y eliminar gran parte de la atmósfera. Si desea una caída repentina (léase como en el transcurso de unos días) en la densidad atmosférica, una que no le importe si no puede revertirse, este sería un candidato definitivo. Por supuesto, el problema es que es poco probable que el universo confíe en una estrella que tiene ese tipo de momentos incómodos para que no actúe de una manera que impida la evolución a largo plazo de la vida inteligente a lo largo del tiempo, lo que significa que este escenario también tiene el inquietante anillo de la improbabilidad en él.

Recuerde, por supuesto, que la Tierra tiene casi 4.500 millones de años y no creemos que esto le haya sucedido nunca a pesar de que el sol es decididamente de mediana edad. Dicho esto, si sucediera, estos son los escenarios en los que puedo pensar que realmente podrían causarlo.

El gas se disuelve en el océano.

Para reducir la presión atmosférica es necesario reducir la densidad del gas. Para reducir la densidad de un gas, debe calentarlo más o reducirlo.

Si hay menos, ¿adónde fue? Los extraterrestres pueden haberlo aspirado. La energía solar podría haberlo lanzado al espacio.

Propongo que la densidad atmosférica disminuya porque la atmósfera se equilibra con el océano descongelado. Considere la bola de nieve: durante milenios, la cubierta de hielo impide el intercambio de gases entre el agua y el aire. El hielo también evita la agitación y el movimiento del agua. Debajo del hielo, el agua se estratifica y luego, gradualmente, se agota el gas disuelto. Todo el gas del planeta está en el aire. El agua no tiene.

Pero hay mucha agua ahí abajo, y le gusta tener gas. Una vez que el hielo se descongela y la interfaz agua/aire está disponible, el gas se equilibrará desde el aire hacia el agua. El agua tiene una gran capacidad de transporte de CO2 y O2, y en menor medida de N2. El gas que se disuelve en el agua se elimina efectivamente del aire y, por lo tanto, la presión atmosférica disminuirá. La cantidad que se puede eliminar de la atmósfera depende de la presión atmosférica, la cantidad de agua, la mezcla y la temperatura; dado que esto es ficción, todos estos se pueden establecer en los niveles necesarios para lograr el objetivo del OP.