Temperaturas en una Tierra con un período de rotación de una semana

Para simplificar las cosas, suponga que la Tierra tenía una rotación más lenta que la que tiene. ¿Cómo afectaría eso los máximos y mínimos diarios de temperatura? ¿Hay una manera simple de averiguarlo? Estaba pensando en una rotación de una semana, pero eso probablemente conduciría a cambios de temperatura incompatibles con la vida. O tal vez no. Soy curioso.

Digamos 3,5 días de luz solar y 3,5 días de noche para empezar.

He encontrado preguntas similares, pero ninguna llega a lo que estoy tratando de responder.

Publicado en Ciencias de la Tierra .

Esto está muy cerca de una pregunta de ciencia dura que podría encontrar una respuesta en un sitio de SE sobre el clima. Como un comienzo rápido y sucio, la radiación solar en un día soleado de verano o cerca del ecuador es de alrededor de 1 kW/m^2. Si compara la energía total recolectada durante, digamos, 4 horas cerca del cenit ahora y si ese mismo período cercano al cenit duró 28 horas, apuesto a que las temperaturas de la superficie serán mucho más altas.
@CarlWitthoft Gracias, intentaré hacer la pregunta en un sitio climático.

Respuestas (2)

Stephen Dole en Habitable Planets for Man , 1964, discutió cómo la duración del día afectaría la habitabilidad de un planeta.

El Capítulo 4, Parámetros astronómicos, sección Propiedades planetarias, páginas 58 a 61, analiza la tasa de rotación. En la página 60 Dole escribe:

Es difícil decir exactamente qué extremos de la tasa de rotación son compatibles con la habitabilidad. Estos extremos, sin embargo, podrían estimarse en, digamos, 96 horas (cuatro días terrestres) por revolución en el extremo inferior de la escala y de 2 a 3 horas por revolución en el extremo superior, o a velocidades angulares cuando la forma se vuelve inestable porque de la alta tasa de rotación.

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

También es posible que desee consultar la edición de 2007 para ver si hay algún cambio en la estimación.

Tenga en cuenta que Dole está discutiendo planetas habitables para Homo sapiens , y también para formas de vida terrestres que tienen requisitos ambientales similares o idénticos, y también para formas de vida extraterrestres que tienen requisitos ambientales similares o idénticos. La mayoría de las otras discusiones sobre la habitabilidad de los planetas discuten si los planetas serían habitables para cualquier forma de vida con requisitos más o menos similares a las formas de vida de la Tierra, incluidas las formas de vida de la Tierra que viven donde los humanos morirían rápidamente.

Por ejemplo, posiblemente podría haber formas de vida en los océanos debajo de las superficies heladas de varias lunas en el otro sistema solar. Por lo tanto, las discusiones sobre la habitabilidad de los mundos a menudo sugieren que esos tipos de lunas heladas podrían ser habitables, aunque los humanos se ahogarían y serían aplastados por la presión del agua en esos océanos subterráneos.

Y debe notar cuán tentativo es Dole en su asignación de límites a la velocidad de rotación.

El último día más largo posible para un planeta es el día eterno. La tasa de rotación del planeta se ralentiza por los efectos de las mareas hasta que el período de rotación es el mismo que el período orbital o el año del planeta. Dole creía que tal planeta bloqueado por las mareas probablemente sería inhabitable porque todo el aire y el agua se evaporarían del lado diurno y se congelarían en el lado nocturno.

Como dice Wikipedia:

Durante muchos años, los astrónomos descartaron las enanas rojas como moradas potenciales para la vida. Su pequeño tamaño (de 0,08 a 0,45 masas solares) hace que sus reacciones nucleares sean excepcionalmente lentas y emiten muy poca luz (desde el 3% de la que produce el Sol hasta el 0,01%). Cualquier planeta en órbita alrededor de una enana roja tendría que acurrucarse muy cerca de su estrella madre para alcanzar temperaturas superficiales similares a las de la Tierra; desde 0,3 AU (justo dentro de la órbita de Mercurio) para una estrella como Lacaille 8760, hasta tan solo 0,032 AU para una estrella como Próxima Centauri[76] (un mundo así tendría un año que duraría solo 6,3 días). A esas distancias, la gravedad de la estrella provocaría un bloqueo de marea. Un lado del planeta estaría eternamente de cara a la estrella, mientras que el otro siempre estaría de espaldas a ella. Las únicas formas en que la vida potencial podría evitar un infierno o una congelación profunda serían si el planeta tuviera una atmósfera lo suficientemente espesa como para transferir el calor de la estrella del lado diurno al lado nocturno, o si hubiera un gigante gaseoso en el lado habitable. zona, con una luna habitable, que estaría fijada al planeta en lugar de a la estrella, lo que permitiría una distribución más uniforme de la radiación sobre el planeta. Durante mucho tiempo se asumió que una atmósfera tan espesa evitaría que la luz solar llegara a la superficie en primer lugar, impidiendo la fotosíntesis. permitiendo una distribución más uniforme de la radiación sobre el planeta. Durante mucho tiempo se asumió que una atmósfera tan espesa evitaría que la luz solar llegara a la superficie en primer lugar, impidiendo la fotosíntesis. permitiendo una distribución más uniforme de la radiación sobre el planeta. Durante mucho tiempo se asumió que una atmósfera tan espesa evitaría que la luz solar llegara a la superficie en primer lugar, impidiendo la fotosíntesis.

Este pesimismo ha sido atenuado por la investigación. Los estudios realizados por Robert Haberle y Manoj Joshi del Centro de Investigación Ames de la NASA en California han demostrado que la atmósfera de un planeta (suponiendo que incluya gases de efecto invernadero CO2 y H2O) solo necesita ser de 100 milibares (0,10 atm) para que el calor de la estrella se transporte de manera efectiva al lado de la noche.[77] Esto está dentro de los niveles requeridos para la fotosíntesis, aunque el agua aún permanecería congelada en el lado oscuro en algunos de sus modelos. Martin Heath, del Greenwich Community College, ha demostrado que el agua de mar también podría circular de manera efectiva sin congelarse si las cuencas oceánicas fueran lo suficientemente profundas como para permitir el flujo libre debajo de la capa de hielo del lado nocturno.

https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_habitability#Other_factors_limiting_habitability[2]

Por lo tanto, todavía es bastante especulativo y controvertido si el caso extremo de un planeta bloqueado por mareas podría ser habitable.

Si un planeta bloqueado por mareas no puede ser habitable, entonces debería haber algún límite superior para la duración de un día si un planeta puede ser habitable, pero la duración de ese límite no es evidente de inmediato. Si un planeta bloqueado por mareas puede ser habitable, presumiblemente un planeta puede ser habitable con un día mucho más corto que eterno y mucho más largo que un día terrestre.

También debería ver mi respuesta a la pregunta: https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/174512/i-want-ten-earth-years-long-day-on-my-planet-can-i-have- es/174560#174560[3]

También debe ir a la función de búsqueda en la parte superior de la página de creación de mundos y buscar otras preguntas y respuestas. Por ejemplo, acabo de escribir "duración del día" y obtuve 782 resultados.

¡Gracias! Esto es increíblemente útil.
Buena información: podría mencionar que es más probable que la vida en un planeta bloqueado por mareas aparezca a lo largo de la zona de transición. Hay más de una historia de ciencia ficción que postula tal vida, ya sea natural o porque los humanos establecieron un "campamento" allí.

Según la evidencia empírica, no hay razón para creer que la temperatura se alteraría drásticamente. De hecho, hay varios lugares en la Tierra que pueden experimentar días que duran meses, y no tienen temperaturas que sean diferentes de las temperaturas esperadas. Estas temperaturas son incompatibles con la vida humana, pero eso se debe a que están por encima y por debajo del Círculo Polar Ártico y Antártico.

Básicamente, debido a la inclinación de 23,5 grados de la Tierra, hay un círculo de 23,5 grados en la parte superior e inferior del globo que, durante varias épocas del año, puede pasar meses con solo luz diurna/nocturna. Ahora, dado que estos se encuentran en la parte superior e inferior del globo, el clima no es exactamente hospitalario para los humanos, pero si mide las temperaturas durante estos períodos de tiempo, no son muy diferentes de lo que podría esperar de estas temperaturas. . Por lo tanto, diría, a partir de la evidencia empírica, que no habría un cambio significativo en la temperatura incluso si tuviera días de 24 horas, días de 48 horas o incluso períodos de una semana de luz solar.

¿Incluso si los períodos de luz y dardo (digamos 3,5 días cada uno) afectaran a todo el planeta?
Muy en desacuerdo. El Círculo Polar Ártico experimenta fluctuaciones extremas de temperatura, desde -50 °C (-58 °F) en invierno (oscuridad perpetua) hasta 30 °C (86 °F) en verano (luz diurna perpetua). Además, la presencia/ausencia de luz solar es más importante cuanto mayor es el impacto de la luz solar. El ángulo de la luz del sol tiene un gran impacto en el clima. En las regiones polares, la luz del sol siempre llega en un ángulo bajo y la energía de la luz del sol se distribuye sobre un área más grande y, por lo tanto, es más débil. Si el ecuador experimentara un día más largo, el impacto sería mucho mayor que para un día polar largo.
@cowlinator Hay lugares en el medio oeste estadounidense (es decir, Chicago) que tienen más o menos las mismas fluctuaciones de temperatura que los que mencionaste, aunque está más cerca de -40 C a 40 C. No es una fluctuación de temperatura extrema.
Hay una diferencia entre las fluctuaciones de temperatura extremas ocasionales durante un año y un clima caracterizado por grandes cambios de temperatura diarios .
@AdrianColomitchi Los cambios de temperatura que estamos discutiendo ocurren entre el invierno y el verano, sin mencionar que cowlinator básicamente está haciendo trampa porque está usando la totalidad del Ártico para aprovechar las temperaturas extremas y el lugar más frío en invierno no está cerca del lugar más caluroso en verano. Si quisiera hacer eso, podría señalar que hay lugares en Estados Unidos que están separados por 100 grados Fahrenheit el mismo día y contrarrestar de esa manera.
not to mention that cowlinator is basically cheatingNo lo niego, pero tampoco encuentro ninguna consideración sobre un cambio de temperatura típico del ciclo diurno en su respuesta. Lo que tiene allí sería aplicable para la duración de los días en el mismo estadio que las estaciones, pero no será suficiente para, digamos, días de 72 horas de duración. No digo que haya una respuesta clara a esto, solo digo que es un problema que necesita consideración.
@AdrianColomitchi Punto justo. Sin embargo, en mi defensa, el OP no especifica un período de tiempo. Y, para citar el antiguo dicho "Haga una pregunta vaga, obtenga una respuesta vaga".
@Halfthawed Edité mi pregunta para mayor claridad. Estoy pensando en una rotación de siete días, así que 3,5 días de luz y 3,5 días de noche.