"La forma en que me lo imagino es una caverna muy, muy profunda que contiene toda la atmósfera del planeta (no tiene que ser más que un área del tamaño de una sola habitación en el fondo que está en la "zona de cerraduras doradas") pero una vez caminas los miles de pasos fuera de dicha caverna, técnicamente estás en el espacio ya que estás fuera de la atmósfera del cuerpo, no me importa si el viaje será años de caminar cuesta arriba o si una vez arriba del área de inicio muy pequeña no puedes sobrevivir sin un traje espacial, mi pregunta es eso posible?"

Según tengo entendido, esta es la comprensión más realista de esta idea. He oído decir que si terraformamos Marte, el fondo de Valles Marineris sería el primer lugar que tendría aire respirable a medida que continuara el proceso.

Sin embargo, desde mi comprensión de su ejemplo, tal cosa no es realmente "espacio", es simplemente caminar desde el aire respirable hasta el vacío. En la Tierra podemos hacer esto hasta cierto punto cuando escalamos montañas.

Podría considerar algún mundo donde pueda escalar una montaña gigantesca como Olympus Mons en Marte, aunque Olympus Mons se formó en circunstancias muy específicas y puede no funcionar de la misma manera si la mayor parte del planeta en el que se encuentra es habitable.

En cierto punto, con la construcción de montañas en el espacio, no funciona, ya que la gravedad quiere que los planetas sean redondos. Que yo sepa, esto realmente está sucediendo con Olympus Mons, ya que es tan alto a unas 5 millas de altura, que él y otros montes altos en Marte están siendo separados (no estoy seguro de si eso es exactamente lo que está sucediendo. )

Parece que la forma más fácil de que su concepto ocurra es con cierta cantidad de intervención humana. Tal vez tengas un planeta que tenga depósitos tan abundantes de gases respirables que los humanos no tengan reparos en expulsarlos de sus cavernas.

Lo siento, no.

La habitabilidad humana significa que básicamente estás hablando de la Tierra.

Los planetas más grandes con gravedad superficial idéntica tendrían un pozo gravitacional más profundo y serían una proposición aún más imposible; los cuerpos más pequeños requerirían densidades más altas, y eso tiene un límite natural estricto (solo cuatro veces la densidad de la Tierra: la densidad del osmio).

En la Tierra, necesitarías una montaña de cien kilómetros de altura para llegar al límite del espacio.

Ahora bien, una montaña es un montón de material y el material de abajo tiene que contener todo el material de arriba; pero a presiones por encima de su límite elástico , los materiales comienzan a fluir y se comportan como un líquido. Por eso, dicho sea de paso, los planetas son esferas. En realidad, son enormes gotas de material que se vuelven "líquidas" por su propio peso, que comienzan a fluir como un glaciar, por la misma razón.

El límite elástico (módulo de Young) para la mayoría de las rocas está en el rango de 10 ^{11 Pascal} [tabla] , lo que da una altura máxima para una montaña bajo la gravedad de la Tierra de alrededor de 12-15 km dependiendo de su densidad - esta es una presentación bastante completa.

Aproximando la montaña con un cono, tenemos

No existe ningún material ni proceso natural que pueda producir una montaña de 100 km de altura: el "núcleo", bajo una tensión máxima, comenzaría a fluir, agrietando la montaña y haciéndola colapsar.

Necesitarías una montaña "burbujeante", que podría ser mucho menos densa; una densidad de una décima parte de la roca normal, y por tanto inferior incluso a la de la piedra pómez (300 kg/m ³ ), permitiría una montaña diez veces la altura del Everest. Pero no existe un proceso natural que pueda producir y acumular tal forma en burbujas de roca sinterizada.

Puedes hacer algo usando una "atmósfera" mucho más densa (por ejemplo, una atmósfera de agua: que existe en la naturaleza, es un océano). Entonces sí, puedes caminar sobre el fondo del mar respirable hasta llegar a tierra y dejar tu “atmósfera” para adentrarte en el mundo de los gases (esto sucede en un relato de James Blish, Surface Tension ) .

La respuesta corta es que lo que pides es imposible que dure a largo plazo. Imposible con una conexión directa entre la atmósfera respirable y el vacío y sin áreas donde la densidad atmosférica disminuya gradualmente desde lo suficientemente densa para soportar la vida humana hasta lo suficientemente delgada y vacía como para satisfacer la pregunta.

Supongamos que una nave espacial aterriza en un cráter profundo en la Luna y el aire se escapa de la nave espacial. El aire puede formar una atmósfera respirable en el fondo del cráter, pero se escapará del cráter hasta que desaparezca todo el aire de la nave, y luego el aire del fondo del cráter se disipará gradualmente.

Por supuesto, la tripulación del spaceip podría reparar todas las fugas en su nave espacial y ahorrar parte de su suministro de aire. Pero el aire en el exterior del fondo del cráter eventualmente se disipará.

Cualquier situación en la que haya un vacío y una atmósfera respirable, y una abertura entre ellos, eventualmente dará como resultado que la atmósfera respirable se escape al vacío y se vuelva tan delgada como el vacío. Lo único que puede salvar la atmósfera respirable es cerrar la abertura.

Y luego tendrá el equivalente a una base lunar con una atmósfera respirable en el interior y una esclusa de aire que la gente tiene que usar para salir en trajes espaciales al vacío del espacio. Lo cual, por supuesto, es muy común en la ciencia ficción y no una situación rara o única. La gente real en realidad ha hecho el equivalente, saliendo de naves espaciales que aterrizaron en la Luna y realizando viajes espaciales desde naves espaciales en órbita.

Respuesta larga:

Hay algo de esperanza.

Si hubiera una montaña de cien millas, o incluso tal vez de cien kilómetros, de altura en la Tierra, en algún lugar usando un traje espacial podría escalar hasta la cima y estar en una atmósfera que era tan delgada que sería un vacío para todos los propósitos prácticos. La Línea Karmen es un límite oficial entre la atmósfera terrestre y el vacío del espacio exterior, situada a una altura de 100 kilómetros sobre el nivel del mar.

https://en.wikipedia.org/wiki/K%c3%a1rm%c3%a1n_line

Entonces, si puede crear una situación en la que haya una atmósfera respirable en el punto más bajo de un planeta, y un aire tan delgado como en la Línea Karmen en el punto más alto del planeta, puede afirmar que hay aire respirable y el vacío de aire exterior. espacio en diferentes partes de la superficie de su planeta, utilizando una definición de espacio exterior adoptada oficialmente por algunas organizaciones.

Me pregunto cómo se compara la densidad atmosférica en la Línea Karmen con las aspiradoras más delgadas producidas en laboratorios científicos.

Challenger Deep en Mariana Trench es el punto más bajo en la superficie de la Tierra, con 10,920 m (35,827 pies) ± 10 m (33 pies), 10,920 kilómetros o 6,78 millas por debajo del nivel del mar en su punto más bajo, mucho más profundo que cualquier mina. o cavernas naturales conocidas en la Tierra. La cumbre del Monte Everest es el punto de la Tierra más alto sobre el nivel del mar, a 8.848,86 m (29.031,7 pies) 8,848 kilómetros o 5,49 millas, según la determinación más reciente en 2020.

Entonces, la diferencia de elevación total en la Tierra actual es de 19 768,86 metros, o 19,76886 kilómetros, o 64 858,7 pies, o 12,283844 millas.

Supongo que lo que necesitas es un planeta con una atmósfera que decrezca rápidamente con la altura.

En varios contextos científicos, la altura de una escala, generalmente denotada por la letra H mayúscula, es una distancia sobre la cual una cantidad disminuye por un factor de e (la base de los logaritmos naturales, aproximadamente 2,718).

https://en.wikipedia.org/wiki/Scale_height#:~:text=The%20earth%20atmosphere%27s%20scale%20height%20is%20about%208.5km%2C,is%20about%201000%2C%20370% 2C%20y%20140%20hPa%2C%20respectivamente.

El artículo da ejemplos de las alturas de escala de las atmósferas de varios planetas en nuestro sistema solar.

Desea que la altura de la escala de su planeta sea lo más corta posible, de modo que una montaña con una altura plausible o posible pueda alcanzar altitudes donde no hay vacío, pero el aire es tan delgado e irrespirable que la gente necesita no use simplemente máscaras de oxígeno, como en las "zonas de muerte" de las altas montañas de la Tierra, sino trajes ambientales presurizados reales de cuerpo completo similares a los trajes espaciales.

Las alturas de escala de las atmósferas planetarias en el sistema solar varían mucho. Los planetas gigantes deberían tener altas gravedades superficiales en sus superficies sólidas, si es que las tienen, muy por debajo de sus capas de nubes, y esas altas fuerzas superficiales deberían actuar para comprimir sus atmósferas y darles alturas de escala baja. Pero las alturas de escala de los planetas gigantes son en realidad bastante altas, porque sus atmósferas están compuestas principalmente de hidrógeno y helio, que no son muy densos.

Las atmósferas, si las hay, de cuerpos más sólidos deberían tener alturas de escala más bajas, y ese es el caso de las atmósferas de Venus, la Tierra, Marte y Titán.

La Tierra tiene la altura de escala más corta de cualquier cuerpo del sistema solar conocido, porque tiene la gravedad superficial más alta de los cuerpos sólidos, así como una atmósfera menos densa que la de Titán y mucho menos densa que la de Venus.

La escala de altura de la atmósfera de la Tierra es de 8,5 kilómetros, que es aproximadamente 0,429 de 19,76886 kilómetros. La mayor diferencia de elevación en la Tierra es aproximadamente 2,3 veces la altura de escala de la atmósfera.

La altura de escala de una atmósfera es la altura a la que la densidad disminuye en aproximadamente 2,718. Entonces, si toda el agua del océano se eliminó de la Tierra, la densidad atmosférica en el fondo de las profundidades del Challenger debería ser un poco más de 7,38 veces más densa que la presión atmosférica en la cima del Monte Everest, y la presión atmosférica en la cima del Monte Everest será sólo 0,135 veces mayor que en el punto más bajo del Challenger Deep.

Y, por supuesto, no tienes que hacer que la presión atmosférica en el fondo del Challenger Deep equivalente en tu planeta desértico sea tan alta como la presión del nivel del mar en la Tierra. Puede hacerlo tan bajo como los humanos puedan soportar, cambiando los porcentajes de varios gases para obtener la mínima presión posible. Si hace que la composición y la densidad en el punto más bajo de su planeta sean tan bajas como los humanos puedan respirar por sí mismos, la presión en la cima de su equivalente en el Monte Everest será solo 0,135 veces esa densidad menor, y algo más cerca del vacío que desea. .

Los humanos pueden sobrevivir respirando una atmósfera de oxígeno casi puro. Necesitan algo de vapor de agua en la atmósfera, y las plantas que crecen en un planeta habitable (o en la pequeña sección habitable de tu planeta ficticio) necesitarían algo de nitrógeno y dioxodo de carbono en el aire.

El primer lugar en el que pienso para encontrar los límites de la atmósfera respirable para los humanos es Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

El Capítulo dos: Requerimientos humanos tiene una sección "Presión y composición atmosférica" ​​en las páginas 13 a 19.

En resumen, entonces, la atmósfera de un planeta habitable debe contener oxígeno con una presión parcial inspirada entre 60 y 400 milímetros de mercurio y dióxido de carbono con una presión aproximadamente entre 0,05 y 7 milímetros de mercurio. Además, las presiones parciales de los gases inertes deben estar por debajo de ciertos límites especificados, y los gases tóxicos no deben estar presentes en más de trazas. Algo de nitrógeno debe estar presente para que el nitrógeno en forma combinada pueda llegar a las plantas.

Entonces, una atmósfera respirable para los humanos debería tener una presión combinada de oxígeno y dióxido de carbono (casi todo oxígeno) entre aproximadamente 60,05 y 407 milímetros de mercurio, así como algo de nitrógeno.

Entonces, un planeta probablemente podría tener una presión atmosférica tan baja como 70 milímetros de mercurio si esa atmósfera fuera casi en su totalidad oxígeno pero contuviera un poco de dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno.

Entonces, si tiene una presión atmosférica de 70 milímetros de mercurio en el fondo de su equivalente Challenger Deep, la presión atmosférica en la cima de su equivalente en el Monte Everest será solo alrededor de 0,135 veces eso, o alrededor de 9,95 milímetros de mercurio.

La presión atmosférica, también conocida como presión barométrica (después del barómetro), es la presión dentro de la atmósfera de la Tierra. La atmósfera estándar (símbolo: atm) es una unidad de presión definida como 101 325 Pa (1013,25 hPa; 1013,25 mbar), que equivale a 760 mm Hg, 29,9212 pulgadas Hg o 14,696 psi. 1 La unidad atm es aproximadamente equivalente a la presión atmosférica media a nivel del mar en la Tierra; es decir, la presión atmosférica de la Tierra al nivel del mar es de aproximadamente 1 atm.

https://en.wikipedia.org/wiki/Presión_atmosférica

Entonces, la presión de una atmósfera es igual a aproximadamente 1,013.25 mbar o 760 milímetros de mercurio. Así que hay alrededor de 1,3332236 mbar por milímetro de mercurio (mm HG), o 0,7500616 milímetros de mercurio (mm HG) por mbar.

Entonces, en una Tierra hipotética sin agua de mar, si la presión en el fondo del Challenger Deep fuera solo de 70 milímetros de mercurio o 93,325652 mbar, la presión en la cima del Monte Everest sería de aproximadamente 9,95 milímetros de mercurio o 13,265574 mbar.

Utilizando una línea de Karmen a 100 kilómetros, eso sería unas 11,76 veces la altura de escala de la atmósfera terrestre. Si la densidad atmosférica disminuye en un factor de 2,718 por cada altura de escala, a una altitud de 11 alturas de escala la presión atmosférica sería 1 dividido por 2,718 a la 11ª potencia, y a una altitud de 12 alturas de escala la presión atmosférica sería 1 nivel del mar presión dividida por 2.715 a la 12ª presión.

2,718 elevado a la 11ª potencia es aproximadamente 59.805,89 y 2,718 elevado a la 12ª potencia es aproximadamente 162.552,416. Entonces, la presión atmosférica a 11 alturas de escala o alrededor de 93,5 kilómetros, sería de alrededor de 0,0169 mbar, y la presión atmosférica a 12 alturas de escala, alrededor de 102 kilómetros, sería de alrededor de 0,0062333 mbar.

La presión atmosférica calculada en la cima del monte Everest si la parte más profunda del abismo Challenger tuviera una atmósfera apenas lo suficientemente densa para sustentar la vida humana se calculó en aproximadamente 13,265574 mbar, que es de 784,955 a 2128,1783 veces la presión en una línea de Karmen calculada en estar a 100 kilómetros.

Entonces, si una densidad atmosférica tan baja como 13.265574 mbar no es lo suficientemente baja como para parecerle espacio exterior, tiene un problema.

Más adelante trataré de buscar formas de solucionar ese problema o ver cuáles serían los límites para solucionarlo.

Agregado a la 1:11 am EDT el 23 de septiembre de 2021.

Formas de exigir una diferencia de presión menos extrema entre la parte más densa de la atmósfera y la cumbre de la montaña más alta del planeta.

Como escribí anteriormente, la presión mínima absoluta de una atmósfera respirable para los humanos sería de oxígeno y un poco de dióxido de carbono, con un total de aproximadamente 60,05 milímetros de mercurio (mmHg), o aproximadamente 80,060077 mbar.

Y suponiendo que se necesitarían cantidades adicionales de vapor de agua y nitrógeno, y que elevarían la presión hasta unos 70 milímetros de mercurio en el punto más bajo de un duplicado de la Tierra sin agua, la presión en la cima del Monte Everest equivalente sería de aproximadamente 9,95 milímetros de mercurio o 13,265574 mbar.

Y eso sería miles de veces más denso que la presión en la línea Karmen.

Pero supongamos que la presión en el fondo podría ser de solo 69 milímetros de mercurio, o 68, o algo así, y todavía hay suficiente vapor de agua y nitrógeno para sustentar la vida.

Y supongamos que la línea de Karmen entre la atmósfera superior y el espacio exterior es inferior a 100 kilómetros para algunos fines. Usar una línea de Karmen tan baja tendría una presión atmosférica más alta en el borde del espacio exterior.

Algunas personas hoy en día consideran que el límite entre la atmósfera y el espacio exterior debería ser de 80 kilómetros o 50 millas.

80 kilómetros es 9,411 veces la altura de escala de la atmósfera terrestre. A una altitud de 9 veces la altura de la escala, la presión sería de unos 1013,25 mbar divididos por 8.095,525993, o unos 0,125 mbar. A una altitud de 10 veces la altura de la escala, la presión atmosférica sería de unos 0,0460492 mbar.

https://en.wikipedia.org/wiki/K%c3%a1rm%c3%a1n_line#Alternatives_to_the_FAI_definition

Observo que 8 por 8,5 es 68. Una altitud de 68 kilómetros sería aproximadamente 8 veces la altura de escala de la atmósfera terrestre y tendría una presión de aproximadamente 0,3401895 mb.

Y creo que es tan bajo, si no más bajo, de lo que cualquiera pensaría al poner la Línea Karmen entre la atmósfera y el espacio exterior.

La combinación de una presión más alta en una línea de Karmen más baja con una presión más baja en la cima del pico más alto da una diferencia mucho más pequeña.

Una presión de 69 milímetros de mercurio (mm Hg) o 91,99229 mbar en la depresión más baja da una presión de 12,418 mbar en la cima de la montaña más alta, que es 267,09971 veces la presión a 10 veces la altura de la escala.

Una presión de 68 mm hg o 90,659 mbar en el punto más bajo daría una presión de unos 12,2389 mbar en el pico más alto, que es unas 265,778 veces la presión a 10 alturas de escala.

Una presión de 67 mm Hg o 89,3259 mbar en el punto más bajo daría una presión de aproximadamente 12,0590007 mbar en el pico más alto, que es aproximadamente 261,87223 veces la presión a 10 alturas de escala.

Una presión de 66 mm Hg o 87,9927 mbar en el punto más bajo daría una presión de unos 11,879 mbar en el pico más alto, que es unas 95,032 veces la presión en 9 alturas de escala.

Una presión de 65 mm Hg o 86,659 mbar en el punto más bajo daría una presión de aproximadamente 11,699 mbar en el pico más alto, que es aproximadamente 93,59 veces la presión en 9 alturas de escala.

Una presión de 64 mm Hg o 85,3263 mbar en el punto más bajo daría una presión de aproximadamente 11,519 mbar en el pico más alto, que es aproximadamente 92,152 veces la presión en 9 alturas de escala.

Una presión de 63 mm Hg o 83,993 mbar en el punto más bajo daría una presión de unos 11,339 mbar en el pico más alto, que es unas 33,33 veces la presión en 8 alturas de escala.

Una presión de 62 mm Hg o 82,659 mbar en el punto más bajo daría una presión de unos 11,159 mbar en el pico más alto, que es unas 32,8025 veces la presión en 8 alturas de escala.

Una presión de 61 mm Hg o 81,13266 mbar en el punto más bajo daría una presión de unos 10,979 mbar en el pico más alto, que es unas 32,273 veces la presión en 8 alturas de escala.

Así que estos cambios leves en la definición hacen que el problema sea mucho menos formidable.

Supongo que si los humanos acostumbrados al aire a gran altura se establecen en un planeta con una presión atmosférica cercana al límite inferior de la resistencia humana, después de muchas generaciones de presión selectiva (o modificaciones genéticas), algunos de ellos deberían ser capaces de tolerar una presión significativamente más baja. , y podría establecerse en un planeta con una presión aún más baja, y así sucesivamente durante muchos miles de años, produciendo razas de humanos con requisitos de presión atmosférica progresivamente más bajos.

¿Qué tan bajo podrían ir?

No sé. No creo que puedan bajar mucho más de unos 61 mm Hg o unos 81,3266 mbar, pero estoy seguro de que hay personas mucho mejor calificadas que yo para hablar de eso.

Parece que hay un límite de presión más bajo en el límite de Armstrong

El límite de Armstrong o la línea de Armstrong es una medida de altitud por encima de la cual la presión atmosférica es lo suficientemente baja como para que el agua hierva a la temperatura normal del cuerpo humano. La exposición a presiones por debajo de este límite da como resultado una rápida pérdida del conocimiento, seguida de una serie de cambios en las funciones cardiovasculares y neurológicas y, finalmente, la muerte, a menos que se restablezca la presión dentro de los 60 a 90 segundos. 1 En la Tierra, el límite es alrededor de 18 a 19 km (11 a 12 mi; 59 000 a 62 000 pies) sobre el nivel del mar, 1 por encima del cual la presión del aire atmosférico cae por debajo de 0,0618 atm (6,3 kPa, 47 mmHg, o aproximadamente 1 psi). El modelo atmosférico estándar de EE. UU. establece la presión de Armstrong a una altitud de 63 000 pies (19 202 m).

https://en.wikipedia.org/wiki/Armstrong_limit

Entonces, el límite de Armstrong es de aproximadamente 47 mmHg, o aproximadamente 62,66 mbar. Y posiblemente las personas en su historia hayan desarrollado a alguien con temperaturas corporales normales más bajas y, por lo tanto, podrían tolerar presiones ligeramente más bajas.

Aunque soy escéptico de que los humanos alguna vez puedan tolerar una presión atmosférica incluso tan baja como 47 mm Hg, y mucho menos. ¿Cómo podrían obtener suficiente oxígeno a presiones tan bajas?

Si las personas pudieran respirar una presión atmosférica de aproximadamente 62,66 mbar en el equivalente de un planeta en Challenger Deep, el equivalente del Monte Everest tendría una presión de aproximadamente 8,459 mbar, que sería 24,895 veces la presión en la línea de Karmen más baja posible a escala 8 alturas de la atmósfera terrestre.

Por supuesto, podría definir el borde del vacío del espacio exterior para los propósitos de su historia como el límite de Armstrong. Si la cumbre del equivalente del Monte Everest de su mundo tiene una presión atmosférica de aproximadamente 62,66 mbar, el límite de Armstrong, su equivalente Challenger Deep tendría una presión de aproximadamente 464,148 mbar, que es mucho más alta que la presión mínima que necesitan los humanos.

Si el equivalente de Challenger Deep tiene una presión de alrededor de 93 o 94 mbar, casi tan baja como los humanos pueden respirar, la cumbre del Monte Everest equivalente tendría una presión de alrededor de 12,555 a 12,69 mbar, mucho más baja que el límite de Armstrong.

Por supuesto, algunas definiciones del borde de la atmósfera de la Tierra y el comienzo del espacio exterior lo ubican decenas, cientos o miles de kilómetros más arriba que el límite de Armstrong o la línea de Karmen, donde la densidad atómica es mucho, mucho más delgada que en esas altitudes. . No querrás usar esas definiciones en tu historia.

Recomendación número uno:

Haga que su definición del borde del vacío del espacio exterior esté en el límite de Armstrong en lugar de en la línea de Karmen. Aunque todavía habrá efectos atmosféricos notables en el límite de Armstrong. Por lo tanto, un planeta como la Tierra seca tendría un relieve más que suficiente para tener una atmósfera respirable en su equivalente Challenger Deep y aire tan delgado como en el límite de Armstrong y el borde del espacio exterior en su equivalente de la cima del monte Everest.

Recomendación número dos:

Use la Línea Karmen, a aproximadamente 8 a 12 veces la altura de escala de una atmósfera con presión similar a la de la Tierra en la parte inferior, como el borde del espacio exterior, pero haga que las diferencias de altitud en su planeta sean lo suficientemente altas como para tener una atmósfera más delgada que la de la Tierra, pero aún así respirable, en el punto más bajo, y al menos una cumbre en o por encima del equivalente de la línea Karmen.

Por lo tanto, debe encontrar formas de hacer que las diferencias de elevación en su planeta sean varios múltiplos más de la escala de altura de su atmósfera que en la Tierra.

Recomendación número dos A:

Haz un planeta que no sea perfectamente esférico, con un diámetro normal de, por ejemplo, 10 000 kilómetros, pero con una protuberancia de 100 kilómetros en un área. Esa protuberancia será solo el uno por ciento del diámetro normal del planeta y apenas visible para el ojo humano al mirar el planeta en su conjunto, pero será suficiente para tener la presión atmosférica del nivel del mar de la Tierra en la mayor parte de la superficie y el punto más alto que alcanza la línea Karmen y el vacío del espacio por una definición.

Después de todo, muchos asteroides y lunas pequeñas tienen forma de patata y muchos son 2 o 3 veces más largos en una dimensión que en otra, una desviación mucho mayor de una esfera perfecta.

Pero cuanto más grande y masivo sea un objeto astronómico, más fuerte atraerá su gravedad sobre su materia. La materia en el centro del objeto se ablandará y fluirá en una forma casi esférica posible, y la materia sin comprimir en la superficie descansará sobre esa forma esférica y formará una capa exterior más o menos esférica a su alrededor.

Los objetos hechos principalmente de hielo se volverán esféricos a un tamaño más pequeño que los objetos hechos principalmente de roca, los cuales se volverán esféricos a un tamaño más pequeño que los objetos hechos principalmente de metal. Y los límites precisos no se conocen. Pero es casi seguro que los objetos con un radio de no más de 1.000 kilómetros adquieran una forma casi esférica, y algunos objetos mucho más pequeños son esféricos.

Entonces, ¿cuál es el tamaño más pequeño de un planeta capaz de retener una atmósfera respirable?

Eso se discute en Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

El Capítulo dos: Requisitos humanos tiene una sección Gravedad, sobre los requisitos gravitacionales de los humanos, en las páginas 11 a 13. En la página 12, Dole concluye que:

Sobre la base de los datos disponibles, se podría concluir que pocas personas elegirían vivir en un planeta donde la gravedad de la superficie fuera superior a 1,25 o 1,50 g .

El Capítulo Cuatro: los Parámetros astronómicos tiene una sección sobre propiedades planetarias en las páginas 53 a 67.

Dole dice que un planeta habitable no debe tener una gravedad superficial superior a 1,50 g , lo que corresponde a un planeta con una masa de 2,35 masas terrestres, un radio de 1,25 radios terrestres y una velocidad de escape de 15,3 kilómetros por segundo.

¿Cuál es el límite inferior de masa para un planeta capaz de retener una atmósfera respirable?

Eso depende de la relación entre la velocidad de escape del planeta dividida por la velocidad cuadrática media de las moléculas y átomos atmosféricos a la temperatura en la capa más externa de la atmósfera del planeta.

La Tabla 6 en la página 37 muestra que si la relación es 1 o 2, el escape atmosférico será casi instantáneo. Si la proporción es 3, el escape tomará algunas semanas, si la proporción es 4, el escape tomará miles de años, si la proporción es 5, el escape tomará alrededor de cien millones de años, y si la proporción es 6, el escape tomará más o menos menos tiempo infinito.

Entonces, en la página 54, Dole concluye que un planeta con una velocidad de escape tan baja como 6,25 kilómetros por segundo puede retener una atmósfera respirable durante mucho tiempo. Dicho planeta tendría una masa de 0,195 masa terrestre, un radio de 0,63 radios terrestres y una gravedad superficial de 0,49 g .

Tal planeta tendría un radio de 0,63 de los 6.371 kilómetros de la Tierra, o 4.013,73 kilómetros, y un diámetro de 8027,46 kilómetros, y por lo tanto tendría cientos de veces la masa mínima para apretar su interior en forma esférica.

[añadido el 23-09-2021. Pero Dole no creía que un planeta tan pequeño pudiera producir una atmósfera rica en oxígeno. Dole calculó 2 cifras diferentes para la masa mínima de un planeta que podría producir una atmósfera rica en oxígeno, 0,25 de masa terrestre y 0,57 de masa terrestre. Dole seleccionó de forma más o menos arbitraria 0,4 veces el msss de la Tierra como la masa mínima de apalenet que podría producir una atmósfera rica en oxígeno. Tal planeta tendría un radio de 0,78 radio terrestre y una gravedad superficial de 0,68 g .}

[agregado el 23-09-2021 Mi respuesta a la pregunta https://astronomy.stackexchange.com/questions/41590/can-a-habitable-planet-be-smaller-than-0-58-earth-radii/41599# 41599 menciona varias estimaciones más modernas para la masa mínima de un planeta, luna u otro mundo habitable. Algunas de esas extimaciones podrían ser para mundos sin atmósferas ricas en oxígeno necesarias para los humanos. en cualquier caso, esas estimaciones no acercan mucho más la masa mínima a una masa en la que un planeta podría tener una forma muy irregular.]

En la Tierra, una montaña mucho más alta que el Everest comenzaría a fluir y hundirse por su propio peso, y volverse más baja. Cuanto más fuerte es la roca u otro material del que está hecha una montaña, más alta puede estar sin deformarse bajo su propio peso. Pero los materiales más fuertes suelen ser los más densos. Si una montaña está hecha de materia mucho más densa que el suelo debajo de ella, ese suelo fluirá lejos de debajo de la montaña, y la montaña se hundirá más en el suelo.

Por lo tanto, es difícil hacer una montaña varias veces más alta que el Everest en un planeta como la Tierra. Y el planeta de tamaño mínimo para tener una atmósfera respirable parece ser lo suficientemente grande como para ser solo un poco diferente de la Tierra en ese aspecto.

https://earthscience.stackexchange.com/questions/9745/how-high-can-a-mountain-posiblemente-get

[agregado el 23-09-2021 Y si un valle es lo suficientemente bajo, alcanzará materiales más o menos líquidos dentro del manto de la Tierra, y quitará la presión de kilómetros de material pesado por encima de ese material más o menos líquido abajo. Entonces, el material más o menos líquido rezumará gradualmente y llenará parcialmente el valle profundo, poniendo un límite a la profundidad que puede llegar a tener un valle.]

Pero no te rindas, agregaré algunas sugerencias más más adelante en la segunda parte de mi respuesta.

No, no es posible.

La forma en que me lo imagino es una caverna muy, muy profunda que contiene toda la atmósfera del planeta (no tiene que ser más que un área del tamaño de una sola habitación en el fondo que está en la "zona de cerraduras doradas") pero una vez que camina los miles de pasos fuera de dicha caverna técnicamente estás en el espacio ya que estás fuera de la atmósfera del cuerpo, no me importa si el viaje será años de caminar cuesta arriba o si una vez arriba del área de inicio muy pequeña no puedes sobrevivir sin un traje espacial .

Para obtener una composición atmosférica que tenga oxígeno libre, debe tener un ecosistema que lo cree y lo use. así que solo una habitación individual no funcionaría. https://www.britannica.com/topic/evolution-of-the-atmosphere-1703862 . La única forma conocida de crear oxígeno libre de forma natural es a través de la fotosíntesis. Por lo tanto, el ecosistema necesita estar expuesto a la luz solar y, por lo tanto, estar en la superficie. Y así la atmósfera tiene que estar a suficiente presión en la superficie.

Para aferrarse a una atmósfera en escalas de tiempo geológico, un cuerpo necesita tener una magnetosfera. https://www.nasa.gov/press-release/nasas-maven-reveals-most-of-mars-atmosphere-was-lost-to-space Esto proviene de una dínamo activa en un interior líquido que puede transportar una corriente . Esto significa que tuvo que tener suficiente tiempo para desarrollar vida en su superficie y aún tener un manto líquido. Esto también significa que este cuerpo tendrá placas tectónicas. Y cualquier cuerpo con placas tectónicas tendrá un límite de cuán grande puede llegar a ser una montaña antes de que se vuelva demasiado pesada para soportar las placas y hundirse. en la parte superior de esta. Tener un ecosistema significa que hay un ciclo activo de líquido (agua en la tierra). Este ciclo erosionaría continuamente cualquier formación de montaña.

Estás buscando una atmósfera similar a la de la Tierra que exista en un planeta durante un período de tiempo similar al de la Tierra. Con placas tectónicas como la tierra. Que necesita un tamaño similar a la tierra. Está lejos de ser posible en la Tierra, por lo que incluso en las condiciones más favorables, aún no podría obtener un planeta natural donde podría vivir y luego caminar al espacio.

Tal vez, con un planeta más pequeño.

En la Tierra, el área del espacio definida legalmente es la línea Karman , donde no se puede volar solo con aeronáutica. Esto es a los 100 kilómetros. Esto es demasiado alto para que lo alcances con una montaña.

En Marte hay montañas mucho más grandes, dos veces y media más grandes . Con una atmósfera moderada, podría tener una presión de gas lo suficientemente baja como para que fuera imposible volar usando aire en la cima de la montaña, pero una presión de gas lo suficientemente alta como para que en la base y debajo de la base pudiera respirar un poco.

En particular, si hubiera gas en una cabina subterránea, el gas también podría "caminar" hacia la superficie. La gravedad lo igualaría. Necesita suficiente gasolina en la superficie para que la cabina permanezca llena. Podría ayudar tener una gran cicatriz de meteorito que cavara un agujero profundo en el planeta, de un kilómetro o dos, pero aún necesitarías mucho aire.

Podría hacer que el aire sea un poco delgado, pero aún puede haber un pequeño espacio. Aquí es donde entran las definiciones flexibles.

En términos de cómo se define el espacio, no hay una línea fija en esto. Depende de la potencia de su avión, la política y cuánto calor pueden soportar. Presumiblemente en su planeta, las cosas son tales que los aviones no pueden volar efectivamente a 22 kilómetros. Su persona puede caminar hasta el lugar del espacio legalmente definido.

Jueves, 23 de septiembre de 2021. Segunda parte de mi respuesta, que es demasiado larga para los límites de este sitio.

Recomendación dos B.

Observo que todos los objetos astronómicos esféricos giran, por lo que no son perfectamente esféricos sino esferoides achatados que sobresalen alrededor de los ecuadores. Cuánto se abultan depende de qué tan masivos sean y qué tan intensa sea su gravedad, de qué materiales están hechos y qué tan rápido giran.

Como escribí anteriormente, la Tierra tiene un radio medio de 6.371 kilómetros. Dado que la Tierra es un esferoide achatado, su radio polar es de 6.356,752 kilómetros y su radio ecuatorial es de 6.378,137 kilómetros. Esa es una diferencia de unos 21,385 kilómetros, que es unas 2,5 veces la altura de escala de la atmósfera terrestre (unos 8,5 kilómetros).

Por lo tanto, es fácil obtener imágenes de un planeta similar a la Tierra que gira mucho más rápido y es mucho más achatado y tiene un radio de al menos 100 kilómetros o más en el ecuador que en los polos. Tal planeta debería verse casi perfectamente esférico cuando se ve desde el espacio.

Desafortunadamente para su historia, la gente puede respirar tan bien al nivel del mar en el ecuador como al nivel del mar en el polo norte. La atmósfera de la Tierra también sobresale debido a la rotación de la Tierra.

Recomendación dos C.

Hay otra forma en que un planeta más o menos esférico puede sobresalir, y esa es una protuberancia de marea congelada. Y aparentemente no solo los escritores de ciencia ficción, sino incluso algunos científicos, pensaron que la atmósfera no seguiría el bulto de la marea congelada, haciendo así posible caminar de la atmósfera al vacío.

Calcular y predecir la órbita precisa de la Luna es muy complicado, ya que muchos factores afectan la precisión de los cálculos y predicciones. El astrónomo Peter Andreas Hansen (1795-1874) afirmó en 1854 que la Luna tenía una enorme protuberancia, como una montaña gigante, frente a la Tierra. Y se especuló que todo el aire y el agua de la Luna estaban en el lado más alejado, oculto a la vista, que tenía una elevación mucho más baja.

El profesor Simon Newcomb (1835-1909) demostró que la Luna no podía tener la forma de huevo que se afirmaba.

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00033798400200361

En las últimas décadas, un mundo ficticio ha tenido una forma algo similar, maldición en la serie de mundos conocidos de Larry Niven.

El mundo es un satélite de un gigante gaseoso llamado Binary en el sistema Sirius A, y es el hogar de una colonia humana. Jinx es seis veces más masivo que la Tierra y muy denso, con una gravedad superficial de aproximadamente 1,78 veces la gravedad de la Tierra. Su núcleo de níquel-hierro tiene la mitad del diámetro del mundo, siendo el resto manto y corteza rocosos. Su característica más distintiva es su forma, la de un esferoide alargado (una pelota de rugby o forma de huevo). La forma de Jinx se fijó cuando estaba en una órbita cercana a su principal, lo que provocó fuerzas de marea lo suficientemente fuertes como para producir esta forma. Con el tiempo, los efectos de las mareas han provocado que Jinx se aleje de su forma primaria, mientras que al mismo tiempo el planeta se ha enfriado y se ha vuelto más rígido, conservando su forma distorsionada. Las variaciones extremas de altitud causadas por esta forma inusual han dado como resultado cinco zonas ambientales distintas.

A lo largo del meridiano, donde la atmósfera es más espesa, corre una estrecha banda de alta presión que no es apta para la habitación humana. A cada lado del meridiano hay dos zonas o bandas donde la atmósfera es adecuada para la habitación humana. Estos se conocen como East Band (hogar de la colonia bien desarrollada) y West Band (todavía una frontera en desarrollo). Las "puntas" del esferoide son el East End y el West End, que sobresalen de la atmósfera del planeta hacia el vacío del espacio. Esto hace que los extremos sean inhabitables, pero excelentes para las industrias de vacío.

Para que la corteza varíe en altitud en relación con el océano y la atmósfera, el cuerpo debe ser lo suficientemente rígido para mantener su forma bajo su propia gravedad. Jinx tiene una clara falta de materiales radiactivos, por lo que se enfriaría más rápidamente y se volvería más rígido. También hay terremotos frecuentes, ya que la propia gravedad de Jinx intenta llevarla al equilibrio hidrostático, en el que la fuerza de la gravedad es normal a la superficie en todos los puntos. No está claro si la roca podría ser lo suficientemente rígida como para retener tal desviación del equilibrio en escalas de tiempo geológico.

https://larryniven.fandom.com/wiki/Jinx

Si la atmósfera de Jinxian tiene la misma altura de escala que la atmósfera de la Tierra, una distancia de 100 a 200 kilómetros en cada extremo sería de 11 a 24 veces la altura de escala de la atmósfera. Entonces, si el diámetro de Jinx fuera de 200 a 400 kilómetros más largo en los extremos que en el meridiano, pasaría de una atmósfera respirable a una densidad tan delgada como en la línea de Karmen, o posiblemente mucho más delgada, mientras que el planeta aún se vería casi esférico de lado.

Así que hay dos preguntas.

Uno) ¿Podrían las rocas ser lo suficientemente rígidas como para mantener protuberancias de marea congeladas tan altas en los dos extremos?

Dos) ¿Seguiría la forma de la atmósfera la forma de las protuberancias de las mareas congeladas y tendría la misma densidad a nivel del suelo en todas partes?

¿O sería la forma de la atmósfera una forma esférica centrada en el centro de gravedad del planeta, haciendo que los dos extremos sobresalieran hacia el espacio exterior? Las protuberancias de las mareas congeladas no serían mantenidas por la rotación de Jinx, por lo que la rotación no empujaría el aire hacia los dos extremos de Jinx.

¿O cuál sería la forma de la atmósfera entre esos dos extremos debido a las diversas fuerzas que actúan sobre ella?

Un mundo con un núcleo de hierro casi en su totalidad con una corteza y un manto muy, muy delgados podría mantener esa forma mejor que un mundo con una cantidad normal de corteza y manto.

Es probable que haya muchos mundos con protuberancias de marea congeladas.

Volveré más tarde con más sugerencias.

[Agregado el 21-10-21]

Aquí hay algunas observaciones más.

Venus tiene un relieve superficial máximo de unos 13 kilómetros, que es aproximadamente 0,8176 de la escala de altura de su atmósfera de 15,9 kilómetros.

La Tierra tiene un rango de elevación de aproximadamente 19,777 kilómetros, que es 2,3268 de su altura de escala atmosférica de 8,5 kilómetros.

Marte tiene un rango de elevación de unos 29.400 kilómetros, que es 2,6486 de su altura de escala atmosférica de 11,1 kilómetros.

¿Cuál dije que era la densidad atmosférica mínima posible que podría ser respirable para los humanos?

Posiblemente tan bajo como 61 mm Hg o 81,13266 mbar a 69 milímetros de mercurio (mm Hg) o 91,99229 mbar.

¿Y cuál fue la altitud más baja que algunas personas sugirieron para la línea Karmen del planeta Tierra, el borde del espacio exterior?

Unos 70 a 80 kilómetros. Así que escribí:

Observo que 8 por 8,5 es 68. Una altitud de 68 kilómetros sería aproximadamente 8 veces la altura de escala de la atmósfera terrestre y tendría una presión de aproximadamente 0,3401895 mb.

61 a 69 mm HG o 81.13266 a 91.99229 mb. Y eso es alrededor de 238,49 a 270,414 veces una presión de 0,3401895 mb.

Entonces, ¿qué altura de escala se necesita para reducir la presión atmosférica de 238,49 a 270,414 veces? La altura de una escala cambia la presión atmosférica por e , que es aproximadamente 2.71828. Entonces, 2 alturas de escala (sh) cambian la presión 7,389 veces, 3 sh cambian la presión 20,085 veces, 4 sh cambian la presión 54,598 veces, 5 sh cambian la presión 148,41265 veces y 6 sh cambian la presión 403,427 veces, lo que debería ser más más que suficiente para pasar de la presión atmosférica más baja respirable por los humanos a la presión más alta en el borde más bajo sugerido de la línea Karmen del espacio exterior.

Y una diferencia de altitud de 6 alturas de escala es 2,545 veces la diferencia de altitud en la Tierra con la gravedad de la superficie de la Tierra, las fuerzas geológicas y la resistencia de los materiales de la superficie, y es 2,648 veces la diferencia de altitud en Marte con la gravedad de la superficie, las fuerzas geológicas y la resistencia de Marte. de materiales superficiales.

Entonces, posiblemente desee considerar si es posible que un planeta como la Tierra tenga una diferencia entre sus elevaciones más bajas y más altas, que es de 6 escalas de altura de la atmósfera y de 2 a 3 veces mayor que en la Tierra.

¿Pueden el granito, el basalto u otras rocas ser lo suficientemente fuertes? ¿Puede el hierro ser lo suficientemente fuerte?

si la respuesta a cualquiera de las dos preguntas es sí, el problema puede resolverse.

También vea esta pregunta:

https://earthscience.stackexchange.com/questions/20242/why-is-olympus-mons-the-largest-volcano-in-the-whole-solar-system

Y las otras fuentes a las que se vincula.

Recomendación Tres.

O posiblemente quieras hacer la montaña más alta de tu planeta con un material mucho más fuerte del que está hecha la Tierra, de modo que la cima de la montaña más alta de tu planeta pueda estar mucho más alta que el pozo más bajo de la superficie del planeta.

¿Y dónde está ese material que es más fuerte que el granito y otras rocas?

La Tierra tiene mucho, un núcleo completo hecho de una aleación de hierro y níquel, y todos los planetas de tipo terrestre también lo tienen.

Como todos sabemos, si dos planetas están hechos de los mismos materiales promedio, el planeta más masivo será más denso, ya que su mayor gravedad comprimirá sus materiales y los hará más densos que su densidad natural.

La Tierra tiene una masa de 1 masa terrestre y tiene una densidad promedio de 5.514 gramos por centímetro cúbico.

Venus tiene una masa de 0,85 la masa terrestre y una densidad de 5,243 gramos por centímetro cúbico, 0,95 la de la Tierra.

Marte tiene una masa de 0,107 masa terrestre y una densidad de 3,9335 gramos por centímetro cúbico, 0,71333 la de la Tierra.

La Luna tiene una masa de 0,0123 masa terrestre y una densidad de 3,334 gramos por centímetro cúbico, 0,6046 la de la Tierra.

Dado que Mercurio tiene una masa intermedia entre las de la Luna y Marte, debería tener una densidad intermedia entre las de la Luna y Marte.

Mercurio tiene una masa de 0,55 masa terrestre y una densidad de 5,427 gramos por centímetro cúbico, 0,984 la de la Tierra.

La densidad media de Mercurio es mayor que la de Marte e incluso mayor que la de Venus. Y eso se debe a que el núcleo denso de hierro y níquel de Mercurio es una proporción mucho mayor del volumen de Mercurio que en otros planetas.

Los geólogos estiman que el núcleo de Mercurio ocupa alrededor del 55% de su volumen; para la Tierra esta proporción es del 17%. La investigación publicada en 2007 sugiere que Mercurio tiene un núcleo fundido.[34][35] Alrededor del núcleo hay un manto de 500–700 km (310–430 mi) que consiste en silicatos.[36][37] Según los datos de la misión Mariner 10 y la observación desde la Tierra, se estima que la corteza de Mercurio tiene un espesor de 35 km (22 millas).[38]

https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(planet)#Internal_structure

En comparación, la Tierra tiene una corteza de unos 35 kilómetros de profundidad y un manto hasta unos 2.890 kilómetros, luego el núcleo exterior hasta unos 5.150 kilómetros y el núcleo interior hasta el centro.

Lo que necesitaríamos sería un planeta con una corteza y un manto mucho más delgados sobre un núcleo grande. Posiblemente el planeta se formó varias veces el tamaño de la Tierra y fue golpeado por otro planeta en formación, y perdió la mayor parte de su material, incluyendo casi todo su manto y corteza.

Por lo tanto, podría tener una corteza y un manto de solo 100 kilómetros de profundidad sobre su núcleo de hierro. Y luego, de alguna manera, debe haber chocado con otro cuerpo mayormente de hierro que tenía un diámetro de varios cientos de kilómetros.

Posiblemente un encuentro casual resultó en que el planeta capturara el cuerpo en una órbita muy cercana y retrógrada. Las lunas en órbitas de grado retrógrado alrededor de sus planetas giran lentamente hacia adentro y chocan contra sus planetas después de miles de millones o billones de años. Por lo tanto, querría que el objeto más pequeño fuera capturado en una órbita retrógrada que estuviera muy cerca del planeta para que entrara en espiral muy rápidamente después de solo millones de años.

Y luego el cuerpo de hierro más pequeño aterrizaría en el planeta y se hundiría en la corteza y el manto, empujando gradualmente a un lado la materia menos densa de la corteza y el manto hasta que descansara sobre el núcleo de hierro del planeta.

¿Qué ancho tendría que tener el objeto más pequeño para sobresalir a través de la corteza y el manto y pararse al menos a una altura de 6 escalas sobre la superficie?

La atmósfera de la Tierra tiene una altura de escala de 8,5 kilómetros, por lo que con esa altura de escala atmosférica, el objeto más pequeño tendría que sobresalir al menos unos 51 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 5 kilómetros, el objeto de hierro tendría que sobresalir unos 30 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 6 kilómetros, tendría que sobresalir 36 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 7 kilómetros, tendría que sobresalir 42 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 8 kilómetros, tendría que sobresalir 48 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 9 kilómetros, tendría que sobresalir 54 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 10 kilómetros, tendría que sobresalir 60 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 11 kilómetros, tendría que sobresalir 66 kilómetros.

Si la altura de la escala es de 12 kilómetros, tendría que sobresalir 72 kilómetros.

Y si la corteza y el manto del planeta tienen unos 100 kilómetros de espesor, tenemos que sumar 100 kilómetros al diámetro del objeto para permitir que descanse sobre el borde exterior del núcleo de hierro del planeta, haciendo así el diámetro total de el objeto al menos entre 130 y 172 kilómetros sobre la superficie del núcleo de hierro.

Pero sospecho que durante millones y miles de millones de años el hierro fluirá lentamente hacia abajo, convirtiendo el objeto de hierro originalmente aproximadamente esférico en un cono más bien plano. Por lo tanto, el objeto aproximadamente esférico original debe haber sido varias veces más ancho que 130 a 172 kilómetros para seguir siendo tan alto después de aplanarse durante eones de tiempo.

Sólo hay un pequeño problema con esto.

El aterrizaje.

Cuando un gran asteroide de hierro aterriza en la superficie del planeta, es probable que se produzca un choque muy grande. Si el planeta y el asteroide de hierro se rompen en miles de millones de pedazos y se reforman lentamente en un solo mundo, eso no será bueno. El núcleo de hierro, la corteza y los fragmentos del manto estarán todos mezclados y no serán lo suficientemente fuertes para sostener montañas de decenas de kilómetros de altura. Y durante eones de tiempo se estratificarán, y el hierro se hundirá hasta el núcleo del nuevo planeta, lo que hará que el material de la superficie sea aún menos probable que sea lo suficientemente fuerte para elevaciones tan altas.

Y si la colisión calienta ambos cuerpos hasta convertirlos en lava fundida, se mezclarán y el níquel de hierro más pesado hundirá gradualmente el núcleo y los materiales más ligeros del manto y la corteza subirán gradualmente a la cima, y ​​los materiales disponibles para construir montañas no serán más fuertes. que en la Tierra.

Posiblemente, una civilización avanzada podría haber colocado suavemente una gran montaña de hierro en la superficie del planeta, usando naves espaciales con impulso antigravedad y rayos tractores para bajarla a su posición, evitando una tremenda explosión que podría mezclar los diferentes materiales.

Recomendación Cuarta.

Una dorsal ecuatorial.

Iapetus, una luna de Saturno, tiene una enorme cadena ecuatorial de montañas que recorre tres cuartos del camino alrededor de su ecuador.

Imagina que un gran planeta, varias veces más masivo que la Tierra, es golpeado por otro planeta y explotan. Casi toda la masa de los dos planetas se pierde. Pero la mayoría de sus núcleos de hierro más pesados ​​permanecen cerca del sitio de colisión y se reforman gradualmente en un planeta neq, casi en su totalidad de hierro de níquel.

Luego, otro mundo, mucho más pequeño, choca con el planeta mayormente de hierro y saca una gran cantidad de hierro del planeta. Gran parte de ese hierro permanece en órbita alrededor del planeta mayormente de hierro. Con el tiempo, las fuerzas gravitatorias empujan esas partículas de hierro hacia un anillo delgado pero ancho que orbita sobre el ecuador del planeta.

Y si muchas de esas partículas están orbitando en una órbita retrógrada y están lo suficientemente cerca del planeta, gradualmente se moverán en espiral hacia adentro y eventualmente aterrizarán a lo largo del ecuador del planeta. Durante miles y millones de años, grandes cantidades de platos de hierro lloverán sobre el ecuador y se acumularán en una cresta ecuatorial.

Dado que el hierro es más fuerte que la piedra, una cresta ecuatorial de hierro podría ser mucho más alta que una cresta ecuatorial de piedra. Y posiblemente los impactos posteriores traerán mucha materia pétrea al planeta y se cubrirá con una capa de piedra de varios kilómetros de espesor, pero con la cresta de hierro aún sobresaliendo a decenas de kilómetros sobre el suelo en su base.

Recomendación Quinta.

Y, por supuesto, siempre es posible que un escritor lo falsifique.

Si parece imposible tener un planeta con suficiente diferencia de elevación para tener una atmósfera respirable en los huecos más bajos y un aire tan delgado como la línea de Karmen más baja posible en la cima de las montañas más altas, un escritor siempre puede tratar de escribir algo convincente que oscurecer el hecho de que es imposible.

Imagine un planeta bloqueado por mareas, que gira con un período de rotación de la misma longitud que su período orbital alrededor de la estrella. Así, un lado del planeta siempre mirará hacia la estrella, y tendrá un día eterno y mucho calor, y el otro lado siempre mirará hacia el lado contrario de la estrella y tendrá una noche eterna y mucho frío.

Y generalmente se imagina que tal mundo no podría tener vida porque todo su aire y agua se evaporarían en el lado diurno y fluirían hacia el lado nocturno, y allí se enfriarían, condensarían y congelarían, y nunca volverían al día. lado de nuevo.

Un lado del planeta sería un desierto caliente sin aire ni agua, el otro lado sería un desierto helado y frío sin aire ni agua líquida.

Las temperaturas podrían ser adecuadas para la vida en la zona crepuscular entre el lado caliente y el lado helado, pero ni el aire ni el agua permanecerían allí de forma permanente; eventualmente, todo se congelaría en el lado nocturno.

Y existe cierta controversia sobre si ese sería realmente el caso, o si una atmósfera e hidrosfera decentemente densas distribuirían el calor de manera uniforme sobre el planeta.

Pero supongamos que el planeta tiene un lado de día muy caluroso y un lado de noche muy frío.

Si el planeta tiene algún vulcanismo, los volcanes podrían emitir algo de gas, dando al planeta una atmósfera muy delgada que se congela constantemente en el lado nocturno. Por lo tanto, siempre habría un viento muy débil desde el lado más cálido del día hasta el lado frío de la noche.

Tritón, la luna de Neptuno, tiene una atmósfera muy fina, con una presión de 14 microbares, 14 millonésimas de bar. Pero hay evidencia de vientos en Tritón.

En 1989, la Voyager 2 descubrió que cerca de la superficie hay vientos que soplan hacia el este o el noreste con una velocidad de entre 5 y 15 m/s. 1 Su dirección se determinó mediante la observación de rayas oscuras ubicadas sobre el casquete polar sur, que generalmente se extienden de suroeste a noreste. Se cree que estos vientos están relacionados con la sublimación del hielo de nitrógeno del casquete sur, ya que hubo verano en el hemisferio sur en 1989. 1 El nitrógeno gaseoso se mueve hacia el norte y es desviado por la fuerza de Coriolis hacia el este formando un anticiclón cerca de la superficie. . Los vientos troposféricos son capaces de mover material de más de un micrómetro de tamaño, formando así las rayas. 1

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Triton

Entonces, no importa cuán delgados sean los gases en el planeta, esperaría que soplara algo de viento desde el lado caliente hacia el lado frío.

Y tal vez cerca del terminador podría haber un valle profundo, un cráter o una depresión calentado por volcanes que producen algo de gas y con suficiente luz para que las plantas crezcan y conviertan el dióxido de carbono en oxígeno.

Y la atmósfera podría ser apenas lo suficientemente densa para que los humanos la golpeen. Y el aire que sube por encima de la depresión sería atrapado por el viento del lado caliente y llevado al lado frío.

Decir eso no resolvería el problema de que las montañas más altas tengan una altura de al menos 6 escalas atmosféricas y, por lo tanto, decenas de kilómetros más altas que las partes más profundas de esa depresión. Todavía existiría el problema de si alguna forma de piedra sería lo suficientemente fuerte para diferencias de elevación tan grandes.

si cualquier forma de piedra tiene la fuerza suficiente para una diferencia de elevación de 6 alturas de escala y decenas de kilómetros, no hay necesidad de evocar el viento que arrastra todos los gases que se elevan fuera de la depresión de todos modos. Y tal viento no eliminará la necesidad de al menos seis alturas de escala de diferencia de elevación en el planeta.

Así que no hace ninguna diferencia.

Pero como un mago de escenario, un escritor puede usar la indirección para realizar una ilusión. Si los personajes hablan sobre el viento del lado caliente que se lleva todos los gases que se elevan por encima del borde de la depresión, los lectores pueden tener la impresión de que habría un límite marcado entre el aire apenas lo suficientemente denso para respirar y el aire tan delgado que era casi una aspiradora.

Es posible que los lectores no se den cuenta de que la atmósfera debe tener una disminución gradual de la presión con la altura y acepten que el viento puede causar un corte brusco de la presión a cierta altitud.

Recomendación Seis.

Un escenario realmente aterrador.

Y otra posibilidad es que la atmósfera alrededor de cierto nivel sea eliminada por la mayor gravedad de un cuerpo astronómico vecino. Por supuesto, el gran problema con eso es lograr que el cuerpo astronómico vecino sea lo suficientemente masivo y/o lo suficientemente cercano como para llevarse la atmósfera hasta la altura de incluso las montañas más altas posibles.

Así que posiblemente el planeta esté orbitado por un agujero negro primordial a baja altura. O si el agujero negro primordial es más masivo que el planeta, el planeta orbitará alrededor del agujero negro primordial.

Y eso suena como otro caso en el que un escritor podría hablar bien y usar la indirección para evitar que los lectores se den cuenta de que no funcionaría en la vida real como lo haría en la historia.

Agregado el 26 de octubre de 2021.

Aquí hay un enlace a una pregunta sobre las posibles alturas de las montañas.

https://astronomy.stackexchange.com/questions/47211/por-que-venus-la-tierra-y-marte-tienen-volcanes-altos-pero-la-luna-mercurio-y-io

Y enlaces a muchas otras preguntas y respuestas y artículos.

https://earthscience.stackexchange.com/questions/20242/why-is-olympus-mons-the-largest-volcano-in-the-whole-solar-system

https://astronomy.stackexchange.com/questions/917/la-masa-o-la-gravedad-de-un-planeta-afectan-la-altura-de-sus-montanas

https://earthscience.stackexchange.com/questions/9745/how-high-can-a-mountain-posiblemente-get

https://www.newscientist.com/article/mg22430002-500-glacial-buzz-saw-takes-mountains-out-at-the-knees/

https://arstechnica.com/science/2020/06/plate-tectonics-vs-erosion-what-sets-the-height-of-a-mountain-range/

https://earthscience.stackexchange.com/questions/5407/why-is-mauna-kea-taller-than-the-maximum-height-possible-on-earth

https://skeptics.stackexchange.com/questions/5848/can-mountains-on-earth-grow-higher-than-49-000-feet-15-000-m

Y eso puede ayudar a decidir qué tipo de mundo podría tener un rango de elevación máximo de al menos 6 alturas de escala atmosférica y, por lo tanto, al menos varias decenas de kilómetros.