Un mar de nieve: Cómo hacer que el agua nieve sea lo suficientemente ligera/suave para obtener propiedades fluidas bajo 1 gravedad

Un planeta del tamaño aproximado de la Tierra orbita una estrella fría de clase G, pero apenas dentro de su zona habitable circunestelar ("zona de Ricitos de Oro") que permite el agua líquida. Tiene una inclinación poco profunda y un cambio estacional mediocre, masas continentales distribuidas de manera bastante uniforme, y creo que esto permitiría que los polos se enfríen mucho . (Pero debería ser lo suficientemente cálido en promedio para la evaporación oceánica y los ciclos de precipitación, y para soportar análogos de tundra, taiga y bosque boreal en los "trópicos").

Tuve una idea, quiero ver si hay una forma plausible en estas circunstancias de permitir un "mar de nieve" polar de modo que la nieve sea lo suficientemente liviana y sin fricción para permitir cierto grado de fluidez. Leí esta respuesta sobre "mareas de arena" y tiene información interesante sobre la viscosidad, así que busqué en Google "viscosidad de la nieve" y encontré mucha información interesante y matemáticas sobre la reología que realmente no puedo comprender.

Este powerpoint es lo que más me acerqué a poder analizar. Está más relacionado con las avalanchas, pero parece que las matemáticas podrían usarse para identificar las condiciones en las que la viscosidad de la nieve es menor.

Descubrí que la nieve es viscoelástica y habría que mitigar ambos aspectos de esta propiedad. Lo que parece es que requeriría que la nieve

  1. No se derrite en absoluto, por supuesto.
  2. estar en granos redondos, no en copos o granos facetados
  3. para que los granos sean lo suficientemente pequeños y homogéneos para deslizarse libremente

y probablemente el mayor obstáculo es que

  1. el peso de la nieve de alguna manera no necesita compactar la nieve debajo de ella en una capa de nieve.

Tiene que haber algún tipo de efecto de suspensión.

Las únicas ideas que tengo hasta ahora bordean el phlebotinum:

  • De alguna manera con electricidad estática?
  • ¿Algún tipo de subproducto lipídico producido en grandes cantidades por microorganismos quionófilos?
  • Desgasificación volcánica que de alguna manera no derrite la nieve
  • Actividad tectónica que hace vibrar continuamente la nieve

¿Alguien sabe de algo obvio y más sencillo? No estoy simplemente pescando ideas aquí. Si realmente es demasiado exagerado, me alegra saberlo.

Esta es mi primera pregunta aquí, hola a todos. Feliz de aceptar correcciones.

Hola rgtgd y bienvenidos a Worldbuilding. La etiqueta de verificación de la realidad podría ser buena para esta pregunta, si está viendo qué tan plausible es la idea. Realice nuestro recorrido y visite el centro de ayuda para obtener más información sobre el sitio. ¡Que tengas un lindo día!
Existe una diferencia significativa entre la arena y los cristales de hielo: estos últimos se fusionarán en hielo sólido bajo una presión mucho menor. Cada grano de hielo debe envolverse en algún tipo de recubrimiento químico muy rígido para lograr un efecto similar al de la arena.
El punto de @Alexander está en el objetivo. Además, en las condiciones adecuadas, puede obtener olas de slurpee , pero para cualquier área grande de agua, en el mejor de los casos, tendría uno o dos pies de espesor en la parte superior del agua. Tienes MUCHOS problemas para conseguir lo que quieres, uno de los cuales es que cuanto más profundo es tu "mar", más frío se vuelve y más hielo tienes. No tendrás una temperatura uniforme de arriba a abajo. La arena, al ser un sólido excepto en las temperaturas más altas, puede soportar gradientes de temperatura masivos.
Esto simplemente no funcionará en 1G, la nieve de cualquier grosor comienza a comprimirse y fusionarse. Ni siquiera podría hacerlo con pequeñas esferas de hielo perfectas en lugar de nieve. No se necesita mucha profundidad para compactar el polvo.
Bueno, hay aguanieve, pero no estoy seguro de cómo puedes hacer que permanezca así en un océano. Necesitarías una licuadora del tamaño de un océano para lograrlo. O tal vez un montón de pequeños "licuadores" formados por criaturas marinas que viven cerca de la superficie.
@John y Alexander, gracias. Después de mirar un diagrama de fase de agua y más información física sobre esto, no entendí mucho, pero parece que si la temperatura nunca subiera por encima de -35 ° C a 1 atmósfera, el efecto de fusión se mitigaría incluso bajo toneladas de nieve. Sin embargo, la nieve definitivamente se compactaría mucho, no veo ninguna forma de que sea fluida sin un gas o líquido muy frío introducido externamente para fluidizarla como en una de las respuestas y estoy de acuerdo. No tengo suerte. .
Incluso en la Antártida, la nieve espesa se convierte en glaciares. ni siquiera se trata tanto de la temperatura como de la presión, los glaciares más fríos son en realidad más sólidos que los más cálidos, porque el hielo se fusiona en un sólido uniforme. los diminutos cristales de hielo no pueden soportar el peso y se rompen en partículas más pequeñas, lo que se denomina hielo granular, que se comporta más como arena, después de eso, el aumento de densidad y peso alcanza rápidamente el punto en que comienza a fusionarse y comportarse como un sólido. por supuesto, en un planeta con menor gravedad puedes hacer cosas más raras.

Respuestas (2)

Oh, esto es difícil. Por varias razones, las principales son que (a) la nieve normalmente viene en copos planos y puntiagudos que no se deslizan entre sí fácilmente, y (b) el hielo, a diferencia de la mayoría de los otros materiales, tiende a derretirse cuando está bajo presión, por lo que los granos debajo de la superficie tenderán a derretirse donde se tocan y luego se vuelven a congelar, pegándose entre sí.

Hay formas en que los sólidos granulares actúan mucho más como fluidos de lo que normalmente lo hacen: a saber, por fluidización . Para que esto funcione, necesita una colección de granos sólidos bastante uniformes y redondeados que no se peguen entre sí, así como un flujo sustancial de gas (o líquido, pero generalmente gas) hacia arriba a través de los granos sólidos.

Aquí está mi propuesta:

Las regiones polares de su planeta son realmente muy frías (lo que bien puede ser si el planeta está en el borde exterior de la zona habitable de su sol, especialmente si hay poca inclinación axial y no hay mucho verano), lo suficientemente frías como para que requiere una cantidad sustancial de presión para que el hielo se derrita, lo que significa que los granos de hielo no se juntarán a menos que haya un par de metros de hielo por encima de ellos.

En segundo lugar, debido a una peculiaridad meteorológica, la mayor parte de la precipitación en estas regiones no cae como nieve, sino como aguanieve. Por alguna razón, hay una capa de aire mucho más cálido (por encima del punto de congelación) entre el nivel del suelo (muy frío) y la capa superior donde se forman las nubes. El agua cae de las nubes en forma de nieve, se derrite en la cálida capa intermedia, lo que permite que la tensión superficial transforme los copos en gotitas redondas, que luego se vuelven a congelar en pequeñas bolas de hielo antes de tocar el suelo.

En tercer lugar, hay fisuras que entregan cantidades sustanciales de gas muy frío desde algún lugar subterráneo. Probablemente esto no sea el resultado de la actividad tectónica, ya que el gas liberado por un volcán probablemente sea lo suficientemente cálido como para derretir los granos de hielo. Tal vez haya algún proceso químico endotérmico que libere un gas. O tal vez hay enormes cuevas subterráneas abiertas que alternativamente aspiran y expulsan el aire extraído de la superficie. Cuando la presión del aire en la superficie es mayor que la de las cavernas, el aire fluirá bajo tierra; cuando la presión del aire cae (quizás debido a una tormenta que se avecina), el aire saldrá. Hay algunas cuevas en la Tierra que hacen esto, algunas de las cuales se enumeran aquí .

Cuando el gas sale de estas fisuras, si la abertura está bloqueada por una pila de aguanieve suelta recién caída, el caudal puede ser suficiente para fluidizar el aguanieve. Entonces, mientras camina por los casquetes polares de este planeta, ocasionalmente puede encontrar lo que inicialmente parecen ser charcos de agua hirviendo... excepto que no está hirviendo, no es realmente un líquido y es un poco más denso que el agua. . Así que no saltes en él. Te hundirás.

Bueno, estoy impresionado. No exactamente a donde quería ir, pero en realidad es un poco más interesante que mi idea. Ahora me pregunto cómo calcular qué tan baja debería ser la temperatura polar promedio.
la nieve se transformará en una consistencia similar a la arena naturalmente debido al peso, el hielo granular y la nieve son humo que se ha roto en partículas diminutas por compresión. Pero al igual que las arenas movedizas, esto es un reflejo, es un pequeño proceso local.

No es posible con nieve de agua regular

La nieve se compacta en hielo por su propio peso una vez que alcanza la profundidad suficiente. Así es como se forman los glaciares aquí en la tierra.

Actividad algo similar por otros medios

Recientemente, los científicos descubrieron dunas de metano y nieve en Plutón. Esto es bastante extraño ya que Plutón no tiene suficiente atmósfera para formar viento, que es necesario para que se formen las dunas. Ellos teorizan que los depósitos de nitrógeno que se derriten y liberan gases arrojan cristales de metano congelados que se arremolinan y se asientan bajo la presión mínima pero aún adecuada de la liberación de gases para simular los mismos patrones de dispersión que tiene el viento en la arena bajo condiciones atmosféricas de mayor presión en Marte o aquí en la tierra. Entonces ahora sabemos que los fenómenos de forma de onda pueden ocurrir sin una atmósfera real presente, simplemente no se comportará como un líquido sino más como arena.

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