Angenommen, wir würden Titan in die Erdumlaufbahn bringen. Wie stark würde sich sein atmosphärischer Druck ändern?

Ich habe gehört, dass einer der Gründe, warum Titan eine so dichte Atmosphäre hat, seine wirklich niedrige Temperatur ist. Sagen wir also, wir würden Titan auf magische Weise in die gleiche Umlaufbahn wie die Erde bringen, und der Mond beginnt sich schnell aufzuheizen. Wie viel von seiner Atmosphäre würde es verlieren? Würden wir da noch ohne Druckanzug stehen? Ist es möglich, Titan so weit zu terraformen, dass wir seine Oberfläche aufheizen und gleichzeitig seine dichte Atmosphäre beibehalten können?

Vielen Dank

Neben der Temperatur könnte Titans Fehlen eines globalen Magnetfelds langfristige Auswirkungen darauf haben, wie gut die Atmosphäre hält.
Obwohl Titan massiver ist, ist seine Oberflächengravitation geringer als die des Mondes. Meine Vermutung ist also, dass es schließlich seine gesamte Atmosphäre und sein gesamtes Wasser verlieren wird.
Die Oberfläche besteht zu einem großen Teil aus Wassereis, wenn Sie es also zu stark erhitzen, haben Sie keine Oberfläche mehr.
Angenommen, man würde dies trotzdem tun und Titan zum Beispiel an die Punkte Erde-Sonne L4 oder L5 stellen, und Titan fing an, über Millionen von Jahren Kohlenwasserstoffe, Stickstoff und schließlich Wasser von der Spitze seiner Atmosphäre zu verlieren. Würden diese flüchtigen Stoffe auf der Erde landen? Würden Sie einen Erd-Titan-Atmosphären-Torus bekommen, oder würde der Sonnenwind ihn zu schnell beseitigen?
@SteveLinton: Die Oberfläche besteht hauptsächlich aus Wassereis? Ich denke, da gibt es ziemlich viel Unsicherheit. "Diese Daten deuten auf eine Mischung aus Wassereis, tholinähnlichen Materialien und dunklem neutralem Material mit einer blauen Steigung im nahen Infrarot hin; die Identifizierung von Wassereis wird vorgeschlagen, ist aber nicht schlüssig." Söderblom et al. 2009 in 'Titan von Cassini/Huygens' (Brown.. (Hrsg.))

Antworten (2)

Wenn die Temperatur steigt, würde auch der Druck steigen, dies würde sofort funktionieren, wenn die Wärme der Sonne die Oberfläche von Titan erreicht.

Das atmosphärische Entweichen (und damit der Druckverlust, wie Sie es beschreiben) würde über einen viel längeren Zeitraum wirken.
Wir können einige Schätzungen vornehmen, um diese Zeitskala zu bestimmen: Auf der einfachsten Ebene ist die Zusammensetzung der Titan-Atmosphäre die der Erde – es besteht hauptsächlich aus molekularem Stickstoff.
Also das mittlere Molekulargewicht μ wäre das gleiche. Die Temperatur wäre nach Annahme Ihres Experiments im Vergleich zur Erde ähnlich, dann ist der einzige wichtige Unterschied die Masse und der Radius der beiden Körper, wodurch die Fluchtgeschwindigkeit um einen Faktor von ~ 10 verringert wird.

Titan hat 2% der Masse der Erde, also würde das Verhältnis der Fluchtgeschwindigkeit zur thermischen molekularen Geschwindigkeit an der Exobase, von wo aus Moleküle verloren gehen, ungefähr so ​​skalieren ∼ 1 / 10 ≈ 3.1
Um Fluchtraten zu bestimmen, gehen diese ungefähr so ∼ exp ⁡ ( v t h / v e s c ) und würde somit um zunehmen ∼ exp ⁡ ( 3.1 ) ≈ 22 , verglichen mit dem heutigen Niveau.

Ich kenne keine aktuellen Schätzungen für die Lebensdauer der Titanatmosphäre, aber dieser Faktor würde sie von 5 Milliarden Jahren auf nur 250 Millionen Jahre reduzieren. Das ist wirklich kurz, geologisch gesehen!

Aber natürlich reicht es nicht, dich in deinem Druckanzug an der Oberfläche zu beeinflussen. Sorgen Sie sich lieber um einen Überdruck als um einen Unterdruck.

Es gibt viel Methan und andere Kohlenwasserstoffe in der Atmosphäre von Titan, und sie alle sind hervorragende Treibhausgase. Wenn sich Titan erwärmt, wird die Wassermenge zunehmen, was den Treibhauseffekt weiter verstärkt, aber auch die Dinge aufgrund chemischer Reaktionen komplizierter macht. Ich vermute, dass ein Teil des Wassers photochemischen Smog erzeugt, und der abschirmende Effekt von Smog wird die Oberflächenerwärmung ein wenig verlangsamen; Titan ist laut Wikipedia bereits sehr versmogt .
@PM2Ring: Stimmt, aber ich gebe in meinen Annahmen an, dass ich diese Effekte der Einfachheit halber ignoriere. Auch was für das Entweichen aus der Atmosphäre wichtig ist, ist hauptsächlich die Exobasentemperatur, nicht die Oberflächentemperatur. Die Oberflächentemperatur kommt nur indirekt ins Spiel, indem die Dichte der „Stützstruktur“ bestimmt wird, auf der die Exobase ruht.

Es gibt ein grundlegendes Problem, das ich nicht gelöst sehe. Titan hat Ozeane aus Methan. Wenn Sie seine Oberfläche erwärmen, werden diese Ozeane verdampfen und der atmosphärische Druck wird schnell ansteigen.

Kurz gesagt, nein, Sie können Titan nicht aufwärmen, um es zu teraformen, weil der atmosphärische Druck zumindest für eine Weile zu groß werden würde. Auf die Dauer würde es seine Atmosphäre verlieren. Es wird wahrscheinlich sowieso seine Atmosphäre verlieren, wenn es genügend Zeit hat und sicherlich, wenn die Sonne roter Riese wird.

Was Siedlungen angeht, ist das kalte Wetter auf Titan wahrscheinlich einfacher für eine menschliche Kolonie als das nahe Vakuum und der feine/giftige Staub auf dem Mars. Ein Vakuum erfordert viel mehr Technologie, um darin zu überleben, als extreme Kälte. (jedenfalls nach meinem begrenzten Wissen).

Mars hat mehr Metalle und ist besser für die Sonnenenergie und seine Schwerkraft ist lebenswerter. Sonnenenergie wäre auf Titan im Grunde nutzlos, und die Schwerkraft ist zu gering, als dass Menschen ein gutes Gefühl für Oben und Unten haben könnten. Beides hat Vor- und Nachteile.

Angenommen, wir würden Titan in die Erdumlaufbahn bringen. Wie stark würde sich sein atmosphärischer Druck ändern?
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