Movimiento de Gases

Eso es lo más obvio que sucederá, lo que ha identificado con precisión. Suponiendo que ambos portales estén en la superficie, el aire en el portal tendrá las respectivas presiones de aire (con las fuerzas que actúan en esa área del portal entre paréntesis):

Venus : ~92 bar (28.902.652,4 newton)

Marte : ~0,00636 bar (1.998,05293 newtons)

Eso significa que la presión en el lado de Venus es ~14465,4088 veces mayor que la de Marte. No necesito hacer muchas más matemáticas para decir que la atmósfera de Venus fluirá inicialmente hacia la de Marte, y no al revés. Este flujo no puede detenerse hasta que las presiones de las atmósferas se hayan igualado o los portales estén cerrados. (¡Tener un apagado automático para estos portales parece una buena medida de seguridad!)

Ahora, dado que hay una diferencia tan grande en la presión superficial y la gravedad, necesitamos averiguar si la atmósfera de Venus, cuando fluye hacia la atmósfera marciana, alcanza la velocidad de escape. Según Wikipedia, la velocidad de escape de Marte es de unos humildes 5,027 km/s. Si aplicas la fuerza de la atmósfera de Venus a un mol de su partícula más común (dióxido de carbono), obtienes (usando presión dinámica )

$$v = \sqrt{\frac{2q}{\rho}}$$

dónde

$v$es la velocidad del aire

$q$es la presión dinámica (en este caso 92 bar - .00636 bar = 91.99364 bar)

$\rho$es la densidad del aire (para venus , es 67 kg/m^3)

cuyos rendimientos:

$$v = 524.03042 \text{ m/s}$$

$$524\text{ m/s} << 5,027\text{ m/s}$$

Así que Venus no tiene la presión necesaria para lanzar cosas a través de este portal, a través de la atmósfera de Marte y al espacio. (Sin embargo, debe tener cuidado donde coloca sus portales, porque teóricamente podría usarlos para lanzar cosas al espacio con otros cuerpos planetarios).

Una vez que las atmósferas hayan igualado la presión total , las atmósferas intentarán estabilizar sus presiones parciales hasta que los dos planetas compartan exactamente la misma atmósfera. Cabe señalar que este proceso llevará más tiempo que la igualación de la presión total, simplemente porque hay tanto aire para moverse de Venus a Marte, que la atmósfera de Marte no cambiará para ir a Venus hasta que la presión total sea aproximadamente igual.

Es hora de un poco más de matemáticas, esta vez usando una presión más familiar debido a la ecuación de profundidad :

$$p = \rho \times \text{gravity} \times h$$

sabiendo que la presión de Venus y la presión de Marte (eventualmente) se igualarán, y sus densidades serán las mismas, nos quedamos con

$$\frac{g_{\text{Venus}}}{g_{\text{Mars}}} = \frac{h_{\text{Mars}}}{h_{\text{Venus}}}$$

$$\frac{8.87 \text{ m/s}^2}{3.711 \text{ m/s}^2} = 2.39019132$$

Entonces, la nueva atmósfera de Marte debería ser ~2.4 veces la profundidad de la nueva atmósfera de Venus cuando este terrible evento de igualación de presión finalmente termine. Esa es solo la presión a granel. ¿Y las presiones parciales?

Composición Atmosférica / Química

Con estas atmósferas expuestas entre sí y sabiendo que los gases intentan difundirse uniformemente en el espacio al que "se les permite" entrar, estamos observando un cambio en la atmósfera de Marte, seguido de un cambio en la atmósfera de Venus. .

Si echas un vistazo a los artículos de Wikipedia sobre Venus y Marte, y miras la lista de presiones parciales, te darás cuenta de que sus atmósferas se ven bastante similares: en su mayoría son en su mayoría (> 95%) dióxido de carbono seguido de nitrógeno y otros oligoelementos. El contenido de azufre atmosférico de Marte aumentaría y Venus obtendría algunos elementos traza más, pero de lo contrario la composición no cambiaría significativamente.

De acuerdo con esto , uno de los problemas con Marte es que no tiene suficiente atmósfera para retener el calor. Sin embargo, el dióxido de carbono adicional de Venus ayudaría bastante, dándole una atmósfera que retiene el calor. haciéndolo más cálido. Sin mencionar que el aire de Venus es un infierno de 737 K, lo que contribuirá en gran medida a calentar el Planeta Rojo.

No sé la composición exacta de Venus y Marte, por lo que no puedo decir cuánto más cálido / frío se volvería cada planeta o qué tan rápido. Estoy dispuesto a decir, basado en el tamaño relativo de cada planeta y algún conocimiento de la capacidad calorífica , que Marte se calentará más de lo que Venus se enfriará. De hecho, con el tiempo suficiente, Marte y Venus pueden llegar a alcanzar la misma temperatura, suponiendo que los portales permitan la transferencia de calor.

Cambios en el patrón meteorológico

Esta es otra área de especulación, porque los patrones climáticos marcianos no están fácilmente disponibles. Además, los sistemas meteorológicos son ejemplos clásicos de sistemas caóticos , su lenta introducción de la Atmósfera Venusina puede tener muchos, muchos efectos imprevistos.

Sin embargo, localmente sabemos que el aire venusiano más denso se extenderá hasta que su presión sea aproximadamente la presión marciana. También sabemos que es mucho más denso, por lo que el aire se extenderá (relativamente) cerca de la superficie. Si los portales fueran más grandes, esto podría resultar en vientos de superficie fijos, como vemos con las brisas terrestres y marinas.

Asumiré que los portales son efectivamente agujeros de gusano y, como tales, conservan la energía y el impulso potencial y cinético.

En ese caso, el flujo neto de gases será de Marte a Venus . Si bien el gradiente de presión favorece el flujo inverso, esto se supera varias veces por la diferencia en la gravedad de los dos planetas (el pozo de gravedad de Venus es mucho más profundo) y mucho más por el hecho de que Venus está más adentro en el Sistema Solar y es por lo tanto más profundo en el pozo de gravedad del Sol. Por lo tanto, el efecto será que Marte perderá casi toda su atmósfera existente, mientras que la atmósfera de Venus aumentará en densidad en una cantidad insignificante. Para conservar el impulso, las órbitas del planeta también cambiarán en cantidades insignificantes.

Tenga en cuenta que si el portal tiene solo dos metros de diámetro, Marte podría tardar mucho en perder su atmósfera.