Versión corta Una catástrofe en un futuro lejano quema/derrite grandes porciones de la Tierra y la Luna. Por razones relacionadas con los elementos de fantasía de mi historia, los restos de la Luna tienen alrededor de una quinta parte de su diámetro original, y me gustaría saber cuál sería la reducción correspondiente en el tamaño de la Tierra.
Versión larga:
En un futuro lejano, la humanidad (o cualquier especie que ahora ocupe el Sistema Solar) ha estado trabajando desesperadamente en tecnología capaz de mover el planeta a una órbita más amplia. El Sol se está expandiendo hasta convertirse en una subgigante, y quieren que la Tierra esté lo suficientemente alejada para sobrevivir a su expansión hasta convertirse en una gigante roja.
Sería más sencillo trasladarse a otros planetas, y de hecho se están preparando para evacuar, pero la Tierra y la Luna tienen una enorme importancia simbólica y les gustaría salvar de la destrucción a su planeta de origen. El aumento del brillo del Sol con el tiempo ya ha hecho que la Tierra sea incapaz de albergar vida, por lo que es demasiado tarde para eso, pero la gente del futuro todavía quiere que siga existiendo como un monumento a sus orígenes.
Un artículo de investigación de 2008 considera la cuestión de qué tan lejos del sol tendría que estar la Tierra para sobrevivir:
el planeta Tierra no podrá escapar de ser sumergido, a pesar del efecto positivo de la pérdida de masa solar. Para sobrevivir a la fase RGB de la punta solar, cualquier planeta hipotético requeriría un radio orbital mínimo actual de aproximadamente 1,15 UA. El último resultado puede ayudar a estimar las posibilidades de encontrar planetas alrededor de las enanas blancas.
Un artículo de 2012 , que no cita el primero, afirma que el radio actual de un planeta terrestre que orbita una estrella de una masa solar debería superar las 1,5 AU. También establece que para cuando el Sol se haya convertido en una enana blanca, los restos del planeta estarían a unas 2,5 AU de distancia.
¡Y eso es solo para evitar ser engullido! La zona habitable se habrá ido alejando y 1,15 AU no serán suficientes para mantener la Tierra apta para albergar vida. En el momento en que el sol comienza a expandirse, el HZ se ha movido más lejos para comenzar en 1,29 AU (fuente: artículo de 2008 ). En el momento en que alcanza el punto de máxima expansión, ¡el HZ comenzaría en 49,4 AU! (fuente: papel de 2008 de nuevo )
Corte a un tiempo aún más largo en el futuro. El Sol ahora se ha reducido significativamente. Tal vez esté en la rama horizontal y eventualmente se expandirá nuevamente en el AGB. O tal vez eso ya sucedió, el Sol ha expulsado su nebulosa planetaria y ahora es una enana blanca.
En cualquier caso, los exploradores alienígenas a bordo de su nave, el USS Rocinante , acaban de llegar al Sistema Solar. Está claro que los humanos no lograron mover la Tierra lo suficiente. Tal vez a casi 1,5 AU, o solo un poco más. (reemplace 1.5 con 1.15 si prefiere el documento de 2008).
La Tierra y la Luna han perdido gran parte de su masa. Estaban muy cerca de la gigante roja, por lo que parte de su superficie bien podría haberse calentado lo suficiente como para evaporarse. Incluso si esto no sucediera, los gases calientes e ionizados emitidos por el Sol pueden haber quemado el material de la superficie.
Para los propósitos de la historia, quiero que esto reduzca el diámetro de la Luna a aproximadamente 1/5 de lo que era. Esto implicaría que su volumen es solo 1/125 del de la Luna actual.
(Supongo que la Tierra y la Luna todavía están cerca, ¡por favor avíseme si me equivoco!)
Mi pregunta principal es:
¿Cuánta pérdida de volumen habría causado a la Tierra la catástrofe que hizo esto?
Mi suposición inicial sería que la Tierra, como la Luna, perdería alrededor de 2779,84 km de su diámetro promedio, y los cálculos indican que entonces tendría 0,478 x su volumen original. Me temo que no tengo tantos conocimientos científicos como algunos de mis personajes, por lo que realmente no confío en esta suposición y he recurrido a la buena gente de Planet Stackexchange en busca de ayuda.
También me pregunto acerca de algunas otras propiedades de la Tierra más pequeña: ¿sería capaz de generar un campo magnético? ¿Cuánto debe retroceder el Sol antes de que pueda comenzar a recuperar algún tipo de atmósfera (aunque no rica en oxígeno)? Pero la pregunta sobre la pérdida de volumen de la Tierra es mi tema principal.
Mi suposición inicial sería que la Tierra, como la Luna, perdería alrededor de 2779,84 km de su diámetro promedio, y los cálculos indican que entonces tendría 0,478 x su volumen original.
Mi conjetura inicial es más como " esto es realmente difícil ".
Para eliminar la masa de un cuerpo, debe entregar suficiente energía a una parte de él para permitirle alcanzar la velocidad de escape. La velocidad de escape depende de la masa y la distancia:
dónde es la constante gravitacional , es la masa del cuerpo y es la distancia desde el baricentro del cuerpo de la cosa que está tratando de escapar. La Tierra es más pesada y densa que la Luna, por lo que su velocidad de escape en la superficie es unas 4,7 veces mayor. Siendo la energía cinética proporcional a la velocidad al cuadrado, requerirá ~22 veces más energía para expulsar una partícula del alcance gravitacional de la Tierra que la partícula equivalente en la Luna.
En una primera suposición perezosa, entonces, iría por una pérdida cercana a los 130 km. Incluso podría ser más bajo que eso. La luna ha sufrido claramente una pérdida de masa catastrófica y, como tal, su velocidad de escape se ha reducido drásticamente durante el proceso. La Tierra parecería estar perdiendo mucha menos masa durante el mismo período de tiempo, por lo que la reducción en la velocidad de escape será menor.
No voy a averiguar cuánto más bajo, ya que todo parece demasiado difícil para mi escasa habilidad matemática. Sospecho que sería suficiente para volar la litosfera (la corteza, continental y de otro tipo, además de todos los océanos) pero no la astenosfera (el manto superior calamaroso) porque este último tiene varios cientos de kilómetros de espesor en promedio.
Hay algunas otras cosas que inclinan la balanza a favor de que la erosión sea mucho menor, incluida la densidad de la Tierra (1,65 veces mayor), lo que implica más elementos pesados que son más difíciles de evaporar y la magnetosfera de la Tierra, que ayudará a reducir los efectos del aumento de la energía solar. viento. Sin embargo, ni siquiera intentaré cuantificarlos.
¿Sería capaz de generar un campo magnético?
Si mis estimaciones están en el estadio de béisbol correcto, ¡entonces tal vez! Todas las partes útiles de la geodinamo aún estarían intactas, y la infusión de calor que asó la corteza podría incluso haberle proporcionado un poco más de energía.
Sin embargo, la dínamo se está desacelerando y en algún momento probablemente se detendrá. No puedo encontrar una referencia útil que sugiera cuándo podría ser eso, o si es posible reiniciarlo nuevamente si se detuvo antes de recalentarlo. Existe la posibilidad de que simplemente se haya detenido y no haya podido reiniciarse, dadas las escalas de tiempo involucradas en su escenario.
Eso justifica un poco más de investigación, de todos modos.
¿Cuánto debe retroceder el Sol antes de que pueda comenzar a recuperar algún tipo de atmósfera (aunque no rica en oxígeno)?
Existe una posibilidad razonable de que se haya formado una atmósfera más bien venusiana a medida que se reduce el efecto tostado del Sol. Dado que bien pudo haberse aferrado a gran parte de su masa, esa espesa atmósfera bien pudo haberse quedado.
astrid_redfern
Muppet enojado
spencer
astrid_redfern
astrid_redfern
astrid_redfern
astrid_redfern
spencer
astrid_redfern
astrid_redfern