Si el vapor de agua siempre es expulsado al espacio, ¿cómo puede crear compuestos químicos en Venus?

Este es el seguimiento de esta pregunta chem.SE.

Según Wikipedia , el vapor de agua en Venus está presente en cantidades mínimas (20 ppm). Hay múltiples razones por las que Venus tiene un contenido de agua muy bajo:

  • La atmósfera rica en dióxido de carbono genera el efecto invernadero desbocado más fuerte en el Sistema Solar alcanzando temperaturas de al menos 735 K, lo suficientemente caliente como para hervir la mayoría de los vapores de agua.
  • Los átomos libres de hidrógeno y oxígeno han sido arrastrados al espacio interplanetario por el viento solar debido a la falta de un campo magnético planetario.
  • Los vapores de agua son arrastrados continuamente por el viento solar a través de la cola magnética inducida.
  • UV y fotodisociación del vapor de agua creando átomos y radicales de hidrógeno y oxígeno
  • Alta relación D/H en Venus debido a los átomos de hidrógeno que escapan al espacio ya que es luz, por lo que no puede formar agua.
  • La atmósfera es rica en nubes de ácido sulfúrico, que es un poderoso agente deshidratante. La mayor parte del agua reacciona con H 2 SO 4 para formar iones hidronio (H 3 O + ) y bisulfato (HSO 4 - ). Como resultado, las concentraciones de H 2 O “libre” en la solución ácida y en el vapor sobre el ácido son extremadamente bajas.

Entonces, la pregunta es "dado que el vapor de agua siempre se expulsa o reacciona de alguna manera y solo hay una pequeña cantidad de papelería y vapor de agua sin reaccionar disponible, ¿por qué / cómo es capaz de crear compuestos químicos como ácido fosfórico y ácido sulfúrico? "

Información de contexto

Un artículo de 1986 1 concluyó que el P 4 O 6 es el principal gas que contiene fósforo en Venus a partir de los resultados de la misión Vega. También se informó que estaban presentes algunas partículas portadoras de fósforo que resultaron ser ácido fosfórico, H 3 PO 4 .

Estoy bastante seguro de que el ácido fosfórico / ácido fosforoso es el resultado de la reacción entre el anhídrido de fósforo y el vapor de agua en un entorno de ácido sulfúrico ( que luego se especula que es la vía de formación de fosfina ). Pero "¿es suficiente el vapor de agua presente en Venus para formar ácido fosfórico? ¿Cuál es la concentración de ácido fosfórico en la atmósfera de Venus (que luego contribuiría a la formación de fosfina)?"

Referencia

  1. Krasnopol'skii, V A. Vega Resultados de la misión y composición química de las nubes de Venus. Estados Unidos: N. p., 1989 . Web. doi: 10.1016/0019-1035(89)90168-1.
  2. https://www.vanderbilt.edu/AnS/physics/astrocourses/AST101/readings/water_on_venus.html
¿Por qué comparas el agua que se lleva con el agua que permanece en la atmósfera? Es un diminuto. minúscula del agua que queda en la atmósfera, al cabo de un millón de años esa cantidad de agua será prácticamente la misma, quizá un 0,1 % menos o algo así.
He calculado que 3,10^6 kg de agua se escapan al espacio todos los años desde Venus, mientras que hay alrededor de 9,6 x 10^15 kg de agua en su atmósfera. space.stackexchange.com/questions/8002/…
@Cornelisinspace No solo se escapa el agua, hay varios otros factores que actúan y que he enumerado. Por supuesto, solo una pequeña cantidad de vapor de agua se lanza al espacio, hay otros factores que juegan un papel en el agotamiento del vapor de agua en la atmósfera. Hay más que solo el agua que se escapa y se evapora. El que respondió afirmó que 1. se mantiene un equilibrio entre el agua perdida y el agua retenida y reaccionando. ¿Cómo se mantiene ese equilibrio? 2. El ácido sulfúrico actúa como depósito de hidrógeno (pero se disocia en iones ácidos^) 3. La nota final se deja abierta a la interpretación.
@Cornelisinspace En esa pregunta que vinculó, llegó a la conclusión de que "¡hay mucho menos ácido sulfúrico que agua!". Pero según nasa.gov , "... y espesas nubes de ácido sulfúrico cubren por completo el planeta". Si hay menos ácido sulfúrico que agua (que ya está presente en traza), ¿cómo logró cubrir completamente el planeta? (Parece ser una pregunta diferente, podría publicarse como una nueva pregunta, si parece interesante).
@Cornelisinspace Publiqué una nueva pregunta basada en mi comentario anterior.

Respuestas (1)

Piense en el agua que se agrega y elimina constantemente de la atmósfera.

Adición de agua:

  1. Agua que migra desde las capas más profundas de la corteza y el manto del planeta hacia la atmósfera.
  2. El agua se forma a partir del hidrógeno del viento solar y el oxígeno disponible en la atmósfera (la alta relación D/H sugiere que el agua primordial domina en Venus)
  3. El agua se forma a partir del hidrógeno y el oxígeno producidos por la descomposición de otras sustancias en la atmósfera.

Eliminación de agua:

  1. Fotólisis: agua descompuesta en hidrógeno y oxígeno, ambos involucrados en otros procesos químicos.
  2. Escapando hidrógeno y posiblemente moléculas enteras de agua hacia el espacio.

Siempre hay algún equilibrio entre el agua disponible y el hidrógeno y también otras sustancias que contienen hidrógeno como el ácido sulfúrico (de eso están hechas las nubes de Venus) y la fosfina, ampliamente discutida en la actualidad.

En la Tierra, tenemos nubes estratosféricas y mesosféricas compuestas de agua, ácido sulfúrico y ácido nítrico en capas atmosféricas que, por lo demás, son notoriamente secas. En Venus, la atmósfera tiene poco oxígeno libre, por lo que es tolerante a una diversidad química mucho mayor. (Por ejemplo, la fosfina se autoencendería en la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra)

Buena respuesta. ¿Puede respaldar su respuesta con algunas referencias? ¿O proporcionar algunos datos/números?
@NilayGhosh ¿Por qué debería haber un equilibrio cuando Venus perdió gradualmente la mayor parte de su agua durante miles de millones de años?
@Cornelisinspace Esa también es mi pregunta. El que respondió afirmó que constantemente se agrega y elimina agua de la atmósfera y que existe una especie de equilibrio (entre el agua disponible y otros productos químicos). ¿Qué es este equilibrio? ¿Cómo se mantiene ese equilibrio? ¿Está hablando de que la cantidad de agua es constante en la atmósfera? Si es así, ¿contradice el hecho de que la mayor parte del agua se ha perdido y que hay suficiente agua disponible para la reacción o está hablando de algún tipo de equilibrio químico entre el agua y otros químicos presentes?
... si explica un poco más el "equilibrio" y/o agrega alguna referencia o algún dato sobre la abundancia de esos compuestos, aceptaré la respuesta.
@NilayGhosh Sí, entonces existe algún tipo de equilibrio químico entre el agua y los óxidos de azufre y fósforo que depende en gran medida de la temperatura y la presión, es por eso que eso ocurre solo en la atmósfera superior y media. Pero más del 90% del agua es vapor libre en la región de baja temperatura y alta presión.
Si el vapor de agua siempre es expulsado al espacio, ¿cómo puede crear compuestos químicos en Venus?
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