Hier geht nichts

Erstens ist Fluor im Universum nicht besonders reichlich vorhanden, sodass Sie eine große Quelle benötigen, um eine Atmosphäre davon zu erhalten. Darüber hinaus wird Fluor bei der stellaren Nukleosynthese leicht verbraucht, sodass es schwierig ist, eine signifikante Konzentration für die Entstehung Ihres Planeten zu finden. Wie auch immer, fangen wir an!

Ein Stern stirbt

In einem Roten Riesenstern am Ende seines Lebens ist sein Inneres geschichtet, wobei verschiedene Fusionsschichten auftreten. In diesen verschiedenen Schichten erhalten Sie unterschiedliche Elemente. Leichter in den äußeren Schichten, schwerer in der Mitte. Der Stern stirbt in einer Kernkollaps-Supernova oder Typ II, wobei seine Schichten nach außen gesprengt werden und eine lächerliche Menge an Neutrinos freigesetzt wird .

Tödliche Neutrinostrahlung

Relevanter XKCD-Comic . Jetzt ist der Abfluss von Neutrinostrahlung so groß, dass es ausreichen könnte , ein Proton von Neon oder Neutron abzuschlagen, um Neon-19 zu erzeugen, das in Fluor zerfällt. Dieser Vorgang ist derzeit Spekulation. Das Ergebnis ist eine sich ausdehnende fluorreiche Gashülle. Sagen wir der Argumentation halber, dass es eine ganze Menge davon gibt. Das gesamte System fällt in eine Scheibe um den Supernova-Überrest.

Planetenbildend

Planeten beginnen sich während Ihres Standardprozesses zu bilden: Akkretion . Diese Planeten bilden sich in den schweren elementreichen Schichten ohne Anomalien. Außer zwei relativ große Planetesimale bilden und kollidieren miteinander. Diese beiden Planeten waren der Erde während des frühen Haden-Äon nicht so unähnlich . Die Kollision ist so heftig, dass die metallreichen Kerne der Planeten herausgeschlagen werden und ein neues metallreiches Planetesimal bilden.

Das Brennen

Unser neuer Planet driftet in den fluorreichen Teil der Scheibe und beginnt es aufgrund seiner Schwerkraft einzusammeln. Der Planet hat eine nickel- und eisenreiche Oberfläche mit viel weniger Silikaten als die Erde. Wenn der Planet beginnt, Fluor zu sammeln, brennt die Oberfläche. Aber die metallreiche Oberfläche reagiert mit dem Fluor und erzeugt eine nicht reaktive Passivschicht. Die Silikate verbrennen und reagieren und bilden ihre eigenen Schichten oder es ist nicht genug Silikat vorhanden, um mit dem Fluor zu reagieren. Als solcher ist der Planet in der Lage, eine Fluoratmosphäre für einen geologischen Zeitraum aufrechtzuerhalten.

Ergebnisse

Eine dichte (warum nicht die atmosphärische Dichte der Venus für ein gutes Maß) fluorreiche Atmosphäre mit einer ganzen Reihe anderer böser Verbindungen auf ihrer Oberfläche. Noch mehr Hardcore umkreist es auch einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

Problem

Das Problem hier ist nicht die Reaktivität von Fluor - Sie können aus Fluorverbindungen einen Planeten machen, der per Definition gegenüber Fluor stabil ist. Das Problem ist, wie wir genug von dem Zeug an einem Ort konzentrieren, um es dominant zu machen.

F konzentrieren

Was wir uns nun vorstellen können, ist ein hochmagnetisches Objekt, das als Teilchenbeschleuniger fungiert und auch die Bahnen freigesetzter Teilchen bandförmig macht – nicht unähnlich einem Massenspektrometer auf der Erde. Stellen Sie sich also einen sich drehenden Neutronenstern vor, der durch eine Staubwolke pflügt, die von einer Supernova freigesetzt wurde, und Atome entsprechend ihrer Masse in verschiedenen Winkeln abschleudert. Diese Partikel treffen dann auf eine dichte Region aus Staub und Gas und bilden Zonen mit unterschiedlich konzentrierten Elementen.

Einen Planeten bauen

Jetzt haben wir ein unheimlich fluorreiches Gebiet, das durch die normalen Mechanismen in einen Stern und eine protoplanetare Scheibe kollabiert; Innerhalb dieser Scheibe gibt es eine weitere Differenzierung - weil die F-reichen Mineralien chemische Eigenschaften haben, die sie in einer bestimmten Entfernung vom neuen Stern kondensieren lassen (so wie das Sonnensystem eine Eislinie hat), also konzentrieren wir die F-haltigen Verbindungen in a kleineres Band; daraus wird ein Planet mit einem sehr hohen Fluoranteil. Wir können auch mehr Fluor von eisigen Objekten außerhalb dieses Bandes abgeben.

Zusammensetzung des Planeten

Gemeinsame Elemente wie Silizium, Kohlenstoff und Wasserstoff werden vorhanden sein; Wir möchten Sauerstoff minimieren. Wir könnten vorschlagen, dass es auf diesem Planeten einen Eisenkern und eine Silikatschicht in der Tiefe gibt, mit einer Fluorosilikatschicht darüber, einem Ozean aus HF und einer Atmosphäre aus F2.

Lies bis zum Ende, ich habe, fragt er.

Tut mir leid, aber das läuft wirklich Gefahr, schlechte Fiktion zu werden. Auch in einem Buch lässt man ein Baby nicht den olympischen Marathon gewinnen. Fluor wird nicht in großen Mengen von Sternen erzeugt, daher werden Sie im Weltraum keine großen Mengen finden. Darüber hinaus reagiert Fluor praktisch mit allem – sogar mit einigen Edelgasen. Es ist viel reaktiver als Sauerstoff. Schauen Sie, Sie brauchen nicht nur ein seltenes Element, um einen Planeten zu bilden, Sie brauchen auch gemeinsame Elemente, die auf diesem Planeten fehlen - wie zum Beispiel Wasserstoff (sonst hätten Sie eine Fluorwasserstoffatmosphäre). Sagen wir nicht, dass es wie Sauerstoff auf diesem Planeten erschaffen wurde, denn dafür sind 70 % viel zu hoch. Ich hatte eine ganze Passage darüber, warum Leben auf diesem Planeten nicht existieren kann und diese Option nicht in Frage kommt, aber ich habe sie gelöscht - fühlte mich fehl am Platz. Grundsätzlich gilt: Es kann nicht passieren.

Nur zu wollen, dass es funktioniert, macht es nicht zu einer guten Idee. Hier also mögliche Lösungen:

Der Planet wurde aus Spaß von einer super fortgeschrittenen Zivilisation geschaffen und jedes mögliche Leben wurde von ihnen ebenfalls mit Materialien entworfen, die wir noch nicht kennen.

Der Planet wurde von einer Zivilisation bewohnt, die Fluor als Industrieabfall herstellte und es sogar in ihrem gesamten Sternensystem sammelte. Dies endete in einer Katastrophe.

Bezogen auf die Antwort von Raditz_35:

Es gibt eine superfortgeschrittene Rasse, die in der Lage ist, den Raum zu manipulieren, um ein Cavatron zu bauen, das einen ganzen Stern auf einmal verarbeiten kann (offensichtlich arbeitet es an etwas anderem als elektrischem Strom!). Sie schleppen die Maschine zu Sternen, die gerade in der Nähe sind um zu sterben und sie hineinzuwerfen, wird die Materie durch ihre Ladung und Atommasse über den Raum verstreut.

Sie schöpfen alles Wertvolle aus. Sie betrachten das Fluor nicht als wertvoll.

(Für die, die noch nichts davon gehört haben: Sie ionisieren das Eingangsmaterial, setzen es einer festen Spannung aus, lenken es mit einem Magneten ab und fangen es auf. Die Ablenkung basiert auf Ladung / Masse, sofern Sie genau genug sind und Die Eimer sind richtig platziert, es ist durchaus in der Lage, Dinge wie die U-235/U-238-Trennung zu tun – und mit einer Maschine, die ein guter Ingenieur vielleicht in seiner Garage bauen kann.Wir sind nicht in Ingenieuren begraben, die Atomwaffen bauen, wegen der Leistung Anforderungen sind unglaublich - wir haben diese Route sogar im Manhattan-Projekt ausprobiert, sie wurde als unpraktisch aufgegeben.)

Hochreaktive Spezies wie Sauerstoff oder Fluor benötigen eine Art Kreislauf, der sie wieder in die Atmosphäre freisetzt.

Wenn es also eine Lebensform gäbe, die die Oxidation durch Fluor als Energiequelle nutzt, und eine Art von Pflanzen, die die Photosynthese auf der Grundlage von Fluor anstelle von Sauerstoff nutzen, könnte man ziemlich viel freies Fluor in die Atmosphäre bringen.

Diese Antwort wird lang und weitschweifig, weil ich sie auf meinem Handy schreibe und nur alle Gedanken, die ich hatte, loswerden wollte. Vielleicht sollte es später bearbeitet werden, um das Lesen zu erleichtern und / oder Quellen für Behauptungen hinzuzufügen. Außerdem kann ich manchmal etwas von Ihren Spezifikationen für den Planeten abweichen.

Zunächst einmal ist O2 ein hochenergetisches Molekül, das nur deshalb in der Erdatmosphäre vorhanden sein kann, weil es von Leben geschaffen wurde. Leben ist so etwas wie das Gegenteil des chemischen Gleichgewichts und pumpt Systeme oft aus dem chemischen Gleichgewicht heraus, wenn es durch Methoden wie die Photosynthese Energie in sich selbst speichert. Wenn ein Planet eine F2-reiche Atmosphäre hat, ist er wahrscheinlich biogen, denn sonst müsste er einfach so viel Fluor haben, dass ihm die Dinge ausgehen, auf die er reagieren könnte (was wirklich seltsam ist), oder er müsste unter extremem Temperaturdruck stehen Bedingungen, in denen dies Teil des Gleichgewichts war (wirklich hohe Temperaturen oder niedrige Drücke, aber nicht genug für atomares F), oder es gibt einen nicht biogenen Prozess, der dieses Ungleichgewicht pumpt, wie ultraheiße Vulkanausbrüche, Blitze oder Strahlung*, die Dinge aufbrechen .

*EDIT: Daniel Joyce machte einen guten Punkt, indem er Strahlung erwähnte. Neutronensternplaneten sind definitiv eine reale Sache und umfassen sogar die ersten bestätigten Exoplaneten. Ich habe keine Ahnung, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Planet nahe genug an einem Neutronenstern ist, um auf erdähnliche Temperaturen erhitzt zu werden, aber jeder Stern, der mein Neutronensternlicht erhitzt, würde hauptsächlich durch Röntgenstrahlen und sehr hartes UV erhitzt werden . Diese sind energiereich genug, um so ziemlich alles aufzubrechen und zu ionisieren, sodass sich die chemische Zusammensetzung der Oberfläche und Atmosphäre eines solchen Planeten stark vom normalen „chemischen Gleichgewicht“ unterscheiden würde, das nur auf Druck, Temperatur und Zusammensetzung basiert, auch ohne Leben . Wenn die Oberfläche eines solchen Planeten reich an Fluor war, dann atomares F, F ₂, und viele andere bizarre Dinge, einschließlich Ionen (dh die Atmosphäre könnte selbst bei ziemlich niedrigen Temperaturen Plasma sein), könnten große Teile der Atmosphäre sein. Diese Röntgenstrahlen würden auch zu lächerlichen atmosphärischen Verlustraten führen und möglicherweise alle flüchtigen Stoffe (Substanzen, die wahrscheinlich zu Gasen werden) in astronomisch kurzen Zeitskalen vom Planeten entfernen, was für Ihre Idee gut sein kann oder nicht. Mittelmäßigere, aber immer noch große Mengen an Röntgenstrahlen erhalten Sie mit winzigen Flare-Sternen wie Proxima Centauri, anderen selteneren Arten von Flare-Sternen wie einigen RS Canum Venaticorum-Variablen (nahe Doppelsterne), Sternen, die einfach massiv und heiß sind, und so blauer, und parasitäre Binärdateien (Röntgen-Binärdateien). Eine Akkretionsscheibe eines Schwarzen Lochs/Neutronensterns/Weißen Zwergs außerhalb einer parasitären Binärdatei wäre sehr röntgen- oder sogar gammastrahlenlastig, aber wahrscheinlich nur von kurzer Dauer.

Ich persönlich halte die Idee, dass eine Lebensform F2 in die Atmosphäre freisetzen könnte, durchaus plausibel, aber nur, wenn Fluor in seiner Umgebung in einer anderen Form besonders häufig vorkommt. Daher müssen große Teile eures Planeten sowohl reich an Fluor (wahrscheinlich irgendeine Art von Fluoriden) als auch an Energie sein, die für Autotrophe zugänglich ist (wahrscheinlich Sonnenlicht, aber nicht unbedingt). Das Hauptproblem besteht darin, genügend Fluor in irgendeiner Form auf die Oberfläche zu bringen.

Es gibt wahrscheinlich astrophysikalische Prozesse, die besonders fluorreiche Teile des Universums hervorbringen könnten, aber ich weiß nicht, wie fluorreich. Fluor hat nur ein stabiles Isotop: Fluor-19. F-19 wird im Allgemeinen leicht in Umgebungen zerstört, in denen Fusionen auftreten können, und es wird nicht direkt durch den Alpha-Prozess hergestellt (der die geradzahligen Elemente von Kohlenstoff bis Nickel herstellt). F-19 wird in einigen Varianten des CNO-Zyklus produziert, die für die Erwärmung großer Sterne (CNO-III und HCNO-III) etwas wichtig sind, aber es wird schnell und einfach durch die folgenden Fusionsreaktionen in diesen Zyklen zerstört. Anscheinend ist die Tatsache, dass es so viel Fluor gibt wie es gibt, ein bisschen mysteriös, also lässt dies hoffen, dass es einen Prozess gibt, der nicht gut untersucht ist, der es aber sehr gut herstellt. Ich weiß es auch wirklich überhaupt nicht, aber vielleicht könnte eine Art Neutronen- oder Protoneneinfangprozess, der entweder sehr schnell ablief und dann gestoppt wurde oder in einer Umgebung mit niedriger Energie ablief, eine etwas günstigere Menge an Fluor erzeugen. Schlagen Sie den s-Prozess, den p-Prozess, den r-Prozess und den rp-Prozess nach, um zu sehen, ob es funktioniert. Ich weiß, dass spezielle astrophysikalische Umgebungen einige extrem seltsame Isotopengleichgewichte erzeugen können, wie zum Beispiel, wie der r-Prozess simulierter Neutronensternverschmelzungen mehr Edelmetalle, Elemente um Cäsium und Lanthanoide als alles andere und ein seltsames Gleichgewicht der leichteren Elemente erzeugt.

EDIT: Für wahrscheinlich viel genauere und nützlichere Informationen über Fluor und seine mysteriöse Entstehung siehe Origin and Occurrence of Fluorine und seine zwei Quellen, Fluorine: An Element-ary Mystery und On the origin of fluorine in the Milky Way , sowie Die thermonukleare Produktion von ¹⁹ F durch Wolf-Rayet-Sterne erneut besucht , Der Ursprung von Fluor: Häufigkeiten in AGB-Kohlenstoffsternen erneut besucht , und FLUOR IN DER SONNENNACHBARSCHAFT: KEINE BEWEISE FÜR DEN NEUTRINOPROZESS .

Ich bezweifle, dass die Astrophysik all Ihre Probleme lösen wird, aber es könnte ein guter erster Schritt sein.

Meine erste Vermutung, was der wichtigste Faktor für eine fluorreiche Umgebung wäre, wäre, dass ein chemischer Prozess Fluor in der Nähe der Oberfläche konzentriert und es aus dem Mantel herauszieht. Ich glaube, dass Fluor in der Erdkruste leicht angereichert ist, aber es gibt noch viel mehr davon im Mantel, das wir herausnehmen könnten. Tatsächlich ist die Zunahme der Fluoridmenge im Wasser eine der größten Bedrohungen durch Vulkanausbrüche, und HF und SiF ₄ sind bemerkenswerte Bestandteile von Vulkangasen.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Planeten in ihrem Inneren viel mehr Masse haben als nahe ihrer Oberfläche. Ich habe gehört, dass sogar Gold als dünne Münzschicht die Erdoberfläche vollständig bedecken könnte, wenn man es komplett aus dem Erdinneren holte. Die Anreicherung auf der Grundlage chemischer und physikalischer Eigenschaften wirkt bereits Wunder, um seltene Elemente in einigen Umgebungen verbreitet zu machen. Bedenken Sie, wie Silizium das zweithäufigste Element in felsigen Planeten ist, während Helium kaum vorhanden ist, wie die Ozeane der Erde so viel Chlor (als Chlorid) enthalten, weil es sich auf der Oberfläche und im Wasser konzentriert und nicht im Mantel, wie die Die Erdatmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff, da sich fast die Hälfte des gesamten Stickstoffs der Erde in der Atmosphäre befindet, während sich der größte Teil des Sauerstoffs, des Kohlenstoffs, des Wasserstoffs und des Schwefels in der Kruste befindet.

Ich bin mir nicht sicher, was Fluor so stark anreichern könnte, dass andere Elemente ausgeschlossen werden. Fluor wird normalerweise als HF im interstellaren Medium gefunden, das flüchtiger ist als H2O, aber nicht so flüchtig wie NH3. Auf der Erde und wahrscheinlich auch auf anderen Planeten existiert es hauptsächlich in Form von Metallfluoriden wie CaF2 und Ca5(PO4)3F (letzteres enthält das meiste Fluor in der Erdkruste). Ich denke, dass Fluoridsalze in Silikatmänteln wie dem der Erde nicht sehr löslich sind, da es in der Kruste gegenüber dem oberen Mantel angereichert ist und daher als "lithophiles" Element eingestuft wird.

Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie tief die Erschöpfung im Mantel geht. Ich denke, es kann sein, dass nur der obere Mantel stark an lithophilen Elementen verarmt ist und der untere Mantel nicht. (Ich muss die Daten* über die Zusammensetzung von Magmen von Plattengrenzen im Vergleich zu Magmen von Hotspots überprüfen, wobei letzteres wahrscheinlich flüchtiges Magma aus tieferen Schichten des Mantels ist.) Wenn dies zutrifft, dann erhöhen Sie das Niveau Eine konvektive Vermischung zwischen dem oberen und dem unteren Mantel eines Planeten könnte helfen, aber seien Sie vorsichtig, da das Erhitzen des Mantels, so dass mehr davon geschmolzen ist (der naheliegendste Weg, dies zu tun), die Löslichkeit von Fluoriden darin erhöhen könnte.

*BEARBEITEN: „Meine Daten“ sind hauptsächlich die Zusammensetzung des erschöpften Mantels , die Zusammensetzung der Mantelfahnen und der tiefen Erde und die Identifizierung des flüchtigen Manteltrends mit der Wasser-Fluor-Cerium-Systematik von Basaltglas . Ich habe es noch nicht wirklich überprüft, aber eine Komplikation, über die ich mir Sorgen mache, ist, dass, obwohl angenommen wird, dass Hot-Spot-Laven über Mantelfahnen aus dem tiefen Mantel kommen, die Tatsache, dass sie aufsteigen, teilweise darauf zurückzuführen sein könnte, WEIL sie reicher sind an flüchtige Stoffe als der Rest des Mantels und daher in dieser Hinsicht nicht repräsentativ für den unteren Mantel.

Etwas, das Sie vielleicht untersuchen möchten, ist die chemische Speziation von Fluor im Inneren von Kohlenstoffplaneten. (Der Begriff "Kohlenstoffplanet" bedeutet im Allgemeinen terrestrische Planeten, die mehr Kohlenstoff als Sauerstoff enthalten, aber es gibt auch eine Zwischenkategorie, da Gesteinsplaneten mit > ~ 1% Kohlenstoff wahrscheinlich Graphitkrusten haben werden, wie aus einem Artikel hervorgeht, den ich am meisten gelesen habe .) Ionische Verbindungen wie Fluoridsalze können sich nicht sehr gut in festem Kohlenstoff auflösen, und Kohlenstoff ist aufgrund seiner heißen Schmelzkurve und hohen Wärmeleitfähigkeit (Kühlung des Inneren) wahrscheinlich bis zum Kern eines Kohlenstoffplaneten fest ) und die Tatsache, dass Kohlenstoffplaneten zu viel Kohlenstoff haben, um zu reagieren, um flüchtigere Verbindungen zu bilden, obwohl es wahrscheinlich andere feuerfeste Carbide wie SiC bilden wird, wenn mehr C als O vorhanden ist. Wenn Fluoridsalze leichter als Graphit sind, und entscheidend in der Lage sind, sich in separaten flüssigen oder vielleicht sogar festen Phasen zu sammeln, die leichter als Graphit sind (wobei zu beachten ist, dass Feststoffe über geologische Zeitskalen manchmal etwas flüssig wirken können), dann könnten diese Fluoridsalze die Oberfläche als Diapire erreichen. Von dort können sie sich in Wasser auflösen oder auf einem sehr heißen Planeten Seen oder Meere aus geschmolzenem Salz bilden.

BEARBEITEN: Das Obige ist besonders relevant, da die wahrscheinlich größten astrophysikalischen Fluorquellen oft mehr Kohlenstoff als Sauerstoff produzieren, insbesondere AGB-Kohlenstoffsterne, aber manchmal auch Wolf-Rayet-Sterne.

Darüber hinaus sind SiF ₄ , Fluorkohlenwasserstoffe (und Fluorkohlenwasserstoffe, Chlorfluorkohlenwasserstoffe usw.) wie CF ₄ , HF und Schwefelfluoride wie SF ₆ alle ziemlich flüchtige Substanzen (Gase bei Raumtemperatur, mit Ausnahme einiger Fluorkohlenwasserstoffe, obwohl HF bei 19,5° schmilzt C). Diese könnten in einigen Hochtemperatur-Niederdruckumgebungen gebildet werden (wie SiF ₄und HF können aus irdischem Vulkanismus gebildet werden) und könnten helfen, Fluor in die Atmosphäre zu verbreiten. Ich denke, dass Kohlenstoffplaneten mit herumschwimmenden Substanzen wie elementarem Kohlenstoff, SiC und Sulfiden, die reaktiver sind als Oxide und Oxoanionmineralien wie Silikate und SiO2, den im Allgemeinen endothermen Reaktionen, die diese flüchtigen Fluoride aus dem relativen produzieren, förderlicher sein könnten mehr feuerfeste ionische Fluoridsalze.

Schmelzpunkte und Dichte sind eine Möglichkeit, die Oberfläche eines Planeten mit bestimmten Elementen anzureichern. Die vielleicht nützlichste Eigenschaft, die es auszunutzen gilt, ist jedoch die Löslichkeit. Die Ozeane der Erde sind voller Natriumchlorid, obwohl Chlor nicht viel häufiger vorkommt als Fluor und in der Erdkruste tatsächlich weniger häufig vorkommt (obwohl das wahrscheinlich daran liegt, dass der Ozean nicht als Teil der Erdkruste gezählt wird). Warum gibt es so viel Chlorid anstelle von Sulfaten, Carbonaten, Silikaten usw., weil Chloride viel besser in Wasser löslich sind als diese Dinge? Viele Fluoride sind auch sehr gut löslich. Das Problem ist Kalzium (und etwas andere Erdalkalimetalle wie Strontium und Barium). Es gibt mehr Kalzium auf der Erdoberfläche als Fluor, und Fluor bindet sich lieber an Ca, um CaF2 und Ca5(PO4)3F zu bilden, als sich an etwas zu binden, das s so üblich, und Erdalkalifluoride wie dieses haben extrem geringe Löslichkeiten in Wasser, bis Sie zu den extremen Druck-Temperatur-Bedingungen kommen, bei denen alle möglichen Dinge, einschließlich Silikate, in Wasser hochlöslich sind (was die Fähigkeit der Löslichkeit ruiniert, Fluor anzureichern effektiv). Wenn ein Planet jedoch viel mehr Kalium als die Erde hätte, könnte das Fluor hochlösliches KF bilden. Wenn ein Planet weniger Kalzium als Fluor auf seiner Oberfläche hätte (vielleicht weil er besonders viel Kalzium hat), dann könnte sich das überschüssige Fluor hauptsächlich an Natrium binden, um hochlösliches NaF zu bilden. In jedem Fall (oder in beide Richtungen) könnten Sie Planeten bekommen, auf denen Fluoride genauso viel wie Chloride in die Ozeane gelangen, wobei möglicherweise führendes Fluor ähnlich oder vielleicht häufiger als Chlorid in den Weltmeeren vorkommt. Diese Anreicherung von Na und K und/oder die Verarmung von Ca muss nicht auf astrophysikalische Prozesse zurückzuführen sein (obwohl die Bildung eines Planeten aus Material, zu dem der Alpha-Prozess oder zumindest seine späten Stadien nicht viel beigetragen hat, leicht helfen könnte), aber könnte auf die Schmelzpunkte von Na- und K-Verbindungen im Vergleich zu Ca-Verbindungen zurückzuführen sein. Dieser genaue Zusammensetzungsunterschied ist Teil dessen, was felsisches von mafischem Gestein auf der Erde unterscheidet, und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) muss nicht auf astrophysikalische Prozesse zurückzuführen sein (obwohl die Bildung eines Planeten aus Material, zu dem der Alpha-Prozess oder zumindest seine späten Stadien nicht viel beigetragen haben, leicht helfen könnte), sondern könnte auf die Schmelzpunkte von Na- und K-Verbindungen zurückzuführen sein vs Ca. Dieser genaue Zusammensetzungsunterschied ist Teil dessen, was felsisches von mafischem Gestein auf der Erde unterscheidet, und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) muss nicht auf astrophysikalische Prozesse zurückzuführen sein (obwohl die Bildung eines Planeten aus Material, zu dem der Alpha-Prozess oder zumindest seine späten Stadien nicht viel beigetragen haben, leicht helfen könnte), sondern könnte auf die Schmelzpunkte von Na- und K-Verbindungen zurückzuführen sein vs Ca. Dieser genaue Zusammensetzungsunterschied ist Teil dessen, was felsisches von mafischem Gestein auf der Erde unterscheidet, und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) s späte Stadien trugen nicht viel dazu bei, könnten leicht helfen), könnten aber auf die Schmelzpunkte von Na- und K-Verbindungen im Vergleich zu Ca-Verbindungen zurückzuführen sein. Dieser genaue Zusammensetzungsunterschied ist Teil dessen, was felsisches von mafischem Gestein auf der Erde unterscheidet, und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) s späte Stadien trugen nicht viel dazu bei, könnten leicht helfen), könnten aber auf die Schmelzpunkte von Na- und K-Verbindungen im Vergleich zu Ca-Verbindungen zurückzuführen sein. Dieser genaue Zusammensetzungsunterschied ist Teil dessen, was felsisches von mafischem Gestein auf der Erde unterscheidet, und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.) und ähnliche Unterschiede könnten aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte von Na2S und K2S gegenüber CaS gebildet werden, und ich denke, Na2O und K2O sind weniger stabil als CaO. (Beachten Sie, dass es einfach ist, einen Planeten relativ zur Erde mit Schwefel anzureichern, indem Sie ihn einfach weiter draußen in der protoplanetaren Scheibe bilden, wo sich FeS bilden kann, vgl. Io. Vielleicht könnten auch Kollisionen mit S-haltigen Kometen weiter draußen üblich sein.)

Wenn Sie vielleicht einen Ozean voller Fluoridsalze und/oder eine nicht unbedeutende Menge vulkanisch entstandener Fluorverbindungen wie das recht stabile SiF4 und CF4 in die Atmosphäre bringen können, wäre es plausibel, dass Lebensformen von genügend Fluor umgeben sind dass die Speicherung von Energie durch endotherme Reaktionen, die F2 produzieren, möglich sein könnte.

Apropos Ozeane: Der Planet sollte wahrscheinlich nicht zu viel flüssiges Wasser haben, um damit zu beginnen. F2 reagiert ziemlich schnell mit H2O, so dass die Umwandlung des gesamten H2O in HF und O2 seine Lebensdauer in der Atmosphäre erheblich verlängert. Das Leben könnte sich vielleicht an die Verwendung von flüssigem HF als Lösungsmittel anstelle von Wasser anpassen, wenn die Änderung sehr langsam wäre und die Bedingungen kalt und/oder Hochdruck genug wären. (Reine HF ist flüssig -83,6 °C bis 19,5 °C bei 1 atm.) Interessanterweise können sich offenbar viele organische Verbindungen, einschließlich Proteine ​​und Kohlenhydrate, in HF lösen, ohne zu reagieren (obwohl sie mit F2 reagieren), da keine CF-Bindungen mehr vorhanden sind stabiler als HF-Bindungen. HF ist weniger stabil als andere Fluorverbindungen. Die Lebensformen, die ursprünglich F2 erzeugten, begannen wahrscheinlich mit der Zersetzung, sodass sich die Autotrophen wahrscheinlich anpassen könnten, um das Wasser herzustellen, das ihre Biochemie noch benötigt.

4HF + O ₂ → 2H ₂ O + F ₂ .

F2 reagiert auch mit gesteinsbildenden Oxiden, aber da diese fest sind und viele der Reaktionsprodukte (AlF3, NaF, MgF2, CaF2, KF, FeF2, FeF3, aber nicht SiF4) fest sind, können sie ein dünnes Oberflächenfluorid bilden Schicht, bevor zu viel F2 verbraucht wird. Sobald es keine Flüssigkeiten oder Gase auf der Oberfläche gibt, die mit Wasser reagieren, und die Feststoffe alle mit einer dünnen Fluoridschicht bedeckt sind, wird F ₂ eine viel längere Lebensdauer in der Atmosphäre haben und zumindest eine Chance haben, sich anzureichern .

Ich sollte auch den atmosphärischen Verlust als Möglichkeit erwähnen, die Zusammensetzung der Atmosphäre eines Planeten zu beeinflussen. Vielleicht, wenn viele der leichteren Elemente in einer Atmosphäre in den ersten Milliarden Jahren oder so verloren gehen, dann könnten schwere Fluorverbindungen wie SiF4, CF4 und SF6 viel von dem übrig bleiben. Basierend auf der Idee von [Jeans Flucht], bei der leichtere Moleküle aufgrund thermischer Schwingungen leichter verloren gehen, müssten Sie wahrscheinlich CO2 loswerden, damit diese Fluormoleküle in der Atmosphäre dominieren. CO2 ist schwerer als F2, daher würde dies auch den Aufbau von F2 verhindern. Wenn sich der Planet dann jedoch abkühlt und die Menge von Jeans Flucht verringert, dann, nachdem er alle Gase bis zu CO2 in Atommasse verloren hat,

(Es gibt andere Arten von atmosphärischem Verlust als Jeans Flucht, die oft wichtiger sind. Strahlungsbasierte Methoden müssen mit der Tatsache fertig werden, dass CO und N2 schwerer zu dissoziieren sind als diese Fluorverbindungen, obwohl die hohe Elektronegativität von Fluor dies bedeutet wäre für Strahlung sehr schwer zu ionisieren, wahrscheinlich schwieriger als alles andere außer Edelgasen, und diese Eigenschaft würde etwas auf Fluormoleküle übertragen, wenn auch nicht vollständig, da fluorhaltige Kationen sogar in stabilen Verbindungen existieren können.)

Außerdem werde ich diesen Kommentar, den ich hier gemacht habe, erneut veröffentlichen:

Haben Sie eines davon gesehen: Alien Atmospheres: How to Make Plastic Trees (oder die Fiktion, auf die es sich bezieht, und Links in der Beschreibung) oder dieses Papier von 2014: Fluorine-Rich Planetary Environments as Possible Habitats for Life ?

Das erste Problem ist, überhaupt einen fluorreichen Planeten zu bekommen. Die stellare Nukleosynthese wirkt dem entgegen, und die verbleibende Möglichkeit ist ein konstruierter Planet mit ungewöhnlicher elementarer Zusammensetzung. Als Starter haben Sie also eine fortgeschrittene Zivilisation, die einen fluorreichen Planeten als eine Art Labor für die Planetenevolution baut.

Zweitens, was wird die Atmosphäre des fluorreichen Planeten enthalten? Höchstwahrscheinlich überwiegend HF.$CF_4$polymerisiert mit der Zeit und ergibt festes Teflon. Wahrscheinlich einige$SF_6$und einige$NF_3$wird auch in der Atmosphäre sein. Sie sind sehr starke Treibhausgase, die zu einer Erwärmung des Planeten führen: Ihre Hölle wird wahrscheinlich Venus-ähnliche Temperaturen haben!

Ich erwarte nicht kostenlos$F_2$ein Hauptbestandteil der Atmosphäre zu sein, es sei denn, es gibt eine biologische Aktivität auf dem Planeten. Es werden sehr seltsame und unwahrscheinliche Lebensformen sein, aber ich kann mir ein exotisches Leben vorstellen, das auf Carbofluoriden basiert.

Ionisierende Strahlung kann Fluor aus Gesteinen freisetzen. CF „Stinkender Fluorit“, der mit Uran kontaminierter Fluorit ist, in dem Beta-Partikel Fluorit in Kalzium und Fluor zerlegen.

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

Ihre Höllenlandschaft ist also noch höllischer geworden. Um Fluor in der Atmosphäre zu halten, müssen genügend Betastrahler in der Kruste und Fluorite vorhanden sein, um seine Freisetzung auszulösen.

Es ist also nicht nur giftig, sondern auch radioaktiv.

Die nötigen Beta-Teilchen könnten auch vom Sonnenwind kommen. Vielleicht hat der Planet einen toten Kern und einen schwachen Magneten, sodass die Sonnenstrahlung unbeachtet auf die Oberfläche trifft.

Noch höllischer.