Bewohnbarkeit eines eisigen Vulkanplaneten

Ein dicker geschmolzener Kern deutet sehr stark darauf hin, dass Sie sich auf einen felsigen Planeten beziehen. Dies bedeutet auch, dass die Zusammensetzung des Mantels und der Krusten angesichts der Standardtheorien zur Planetenentstehung wahrscheinlich auch erdähnlich wäre. Außerdem könnten wir schließen, dass die chemische Zusammensetzung aus der vulkanischen Aktivität ebenfalls ähnlich wäre. Ich gehe davon aus, dass diese Bedingungen korrekt sind.

Um einen Unterschied von mehr als 200 Grad allein durch vulkanische Aktivität auszumachen, müsste der Vulkanismus extensiv und extrem stark sein. Angesichts der Tatsache, dass die Vulkane der Erde ziemlich giftig sind, mit Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid sowie einer Reihe anderer Gifte in geringerer Konzentration, wäre die Atmosphäre sicherlich ziemlich giftig für das typische Leben auf der Erde. Die großen Mengen an CO2 wären auch für Tiere giftig.

Die Temperatur aufgrund des großen Treibhauseffekts zu erhöhen bringt andere Probleme mit sich. Entweder sehr dichte Atmosphären, hohe THG-Konzentrationen in der Atmosphäre oder eine Kombination davon. Eine dicke Atmosphäre hat ein Problem – hoher Druck allein führt aufgrund des zusätzlichen Pumpaufwands zu Lungenversagen, obwohl es auch andere Probleme geben würde. Hohe THG-Konzentrationen aus Vulkanismus wären ebenfalls toxisch.

Menschen werden also nicht unter Freiluftbedingungen auf diesem Planeten leben.

---

Sie können einen Planeten um 200 Grad heißer machen, als dies aufgrund der solaren Wärmebilanz zu erwarten wäre.

• Bringen Sie es in eine Umlaufbahn um einen großen Gasriesen und lassen Sie es durch Gezeiten- / Elektromagnetkräfte erwärmen. Sie werden jedoch wahrscheinlich gezeitengesperrt sein
• Haben Sie eine umfangreiche High-Tech-Zivilisation, die viel Fusionskraft nutzt. Es wird viel dauern, aber die Zivilisation könnte mit geschlossenen Städten beginnen und den Planeten allmählich aufheizen, während sie schließlich die gesamte Planetenoberfläche nutzen
• Gewollte Beheizung über Solarstrom-Satelliten oder ähnliches. Theoretisch könnten Sie die Wärme aus dem Planeteninneren gewinnen, in der Praxis ist dies viel schwieriger als Sie vielleicht denken, es sei denn, der Planet hat eine viel dünnere Kruste als die Erde, aber wenn der Planet eine viel dünnere Kruste hätte, wäre die natürliche Rate geringer Die Wärmemigration aus dem Inneren könnte bereits viel höher sein als auf der Erde.

---

Unterstützender Fall - habe das Hard-Science-Tag ursprünglich nicht bemerkt

Nur je nach Vulkanismus für die zusätzliche Heizung, wie viel würden Sie wirklich brauchen. Betrachten Sie die Energiebilanz der Erde Erdwärme macht 47 TW Wärme aus, während Solarwärme 173.000 TW ausmacht. Wie Sie sagten, erhält diese alternative Erde effektiv keine Sonnenwärme bei 40 AE (Plutos Umlaufbahn), Sie erhalten nur einen Bruchteil von 1/1600 der Sonnenwärme, dh 173.000 / 1600 = 108 TW.

Nun, -20F ist ein gutes Stück kühler als die Erde, aber wenn Sie den natürlichen Treibhauseffekt ignorieren, würde die Erde tatsächlich etwa -18 C / 0 F haben. Schwer zu sagen, ob der Treibhauseffekt auf Ihrem Planeten wäre, aber zu sein konservativ, nehmen wir an, dass es auch etwa 60 F sein würde (unwahrscheinlich, da dies proportional höher ist und der Sonnenfluss für Pluto viel niedriger ist). Wir zielen also auf eine natürliche Schwarzkörpertemperatur aufgrund einer Sonnenwärmebilanz von -80 ° F ab.

Um diese niedrigere Temperatur aufrechtzuerhalten, beträgt die notwendige Wärme etwa 49,5 % der Erwärmung der Erde ((459 - 80) / (459))**4 -- vergleicht -80F und 0F unter Verwendung der Rankine-Skala und erinnert an die 4. Potenzregel von Stefan –Boltzmann-Schwarzkörperstrahlung

Wir kommen also zu dem Schluss, dass die geothermische Gesamtheizung 85.500 TW betragen muss. Das ist mehr als das 1800-fache unserer Erde. Die einzig vernünftige Annahme ist, dass der Vulkanismus tatsächlich massiv sein wird, wahrscheinlich mehr als 1000 Mal so stark wie auf der Erde. Es gibt mehrere ernsthaft besorgniserregende Gase, die von Vulkanen ausgehen. Am meisten würde ich mir Sorgen um Schwefeldioxid machen. SO2 ist in der Tat giftig, aber das eigentliche Problem ist, dass es normalerweise in Schwefelsäure umgewandelt wird, die als Regen fällt. Der PH-Wert des Bodens wäre total ruiniert, wenn der Regen 1000-mal so sauer wäre wie bei uns. Verheerend wären sicherlich auch die großen Aschewolken und Lavaströme. Informieren Sie sich über Supervulkane und stellen Sie fest, dass diese in dieser Umgebung ein häufiges Problem darstellen. Auch die Toba-Katastrophentheorie ist interessant zu lesen.

Sogar CO2, das aus einem Vulkan stammt, kann durch das einfache Mittel der Verdrängung von Sauerstoff giftig sein.

Um diesen massiven inneren Kernwärmefluss zu erreichen, wird die Kruste notwendigerweise sehr dünn sein. Erdbeben werden häufig und ziemlich zerstörerisch sein. Erdbeben sind normalerweise nicht schädlich, wenn Menschen in einer natürlichen Umgebung unter freiem Himmel leben. Einstürzende Gebäude, Brücken, Pipelines, Dämme, Industrieanlagen sind in der Regel die Ursache für Todesfälle und Verletzungen bei einem Erdbeben. Bei einer Temperatur von -20 F werden Gebäude für Wohnzwecke, Gewächshäuser usw. benötigt, sodass Erdbeben auch ein Überlebensfaktor sein werden.

Beachten Sie, dass die großen Vulkanismuseffekte es im Wesentlichen unmöglich machen, den Beitrag zur Treibhauserwärmung zu modellieren – zumindest ohne großen Aufwand. Ich denke, es ist klar, dass die Auswirkungen so groß sind, dass es nicht notwendig ist, dies im Detail zu wissen, um zu wissen, dass wir auf dieser vulkanischen Erde tote oder zumindest extrem harte Lebensbedingungen haben.

Nein, weil es nicht genug Pflanzen geben würde.

Freier Sauerstoff neigt nicht dazu, sich auf natürliche Weise zu bilden. O2 ist im Vergleich zu verschiedenen Oxiden ein Molekül mit ziemlich hoher Enthalpie, weshalb die Dinge in einer sauerstoffreichen Atmosphäre gut brennen. Auf der Erde haben Milliarden von Jahren des Lebens dazu gedient, viel Sauerstoff zu produzieren, indem der Kohlenstoff aus CO2 und in Biomasse gebunden wurde. Diese Sauerstoffanreicherung der Atmosphäre wäre ohne Leben, das sie antreibt, nicht aufgetreten. Atmosphärischer Sauerstoff ermöglichte die Entwicklung aerober Organismen, von denen ein Paradebeispiel der Homo sapiens sapiens ist .

Auf einer vulkanischen Eiswelt gibt es wahrscheinlich nicht viele Pflanzen oder nicht einmal große Kolonien primitiver Photosynthesegeräte wie Cyanobakterien, selbst wenn es Bänder mit überlebensfähigen Temperaturen gibt. Der größte Teil der Welt wird bitterkalt sein und die wärmeren Teile (in der Nähe der Vulkane) werden ständig von Asche- und Lavaströmen getroffen. Dies würde wenig bis gar keinen Sauerstoff bedeuten, zumal eine vulkanische Welt wahrscheinlich noch recht jung ist. Stattdessen würden Sie am Ende viele Gase wie CO2 in der Atmosphäre haben, die in großen Mengen giftig sind. (Außerdem würden Sie ohne Sauerstoff ersticken.)

Ich frage mich, wie lange ein solcher Planet warm bleiben würde, bevor die innere Wärme verloren geht? OK, klingt plausibel , dass eine Supererde erhebliche Wärme speichern würde, aber der Boden wäre kalt, da erhebliche Wärme nur durch Vulkanismus verloren geht. Ich nehme an, eine Super-Caldera könnte einen ausgedehnten Bereich über einer Mantelwolke bieten, die auf angenehme Temperaturen erwärmt ist, aber Sie haben immer noch keine Luft.

Wie wäre es mit einer unterirdischen Kammer im großen Stil, wie eine Kuppel von der Größe einer Nation, die von unten erwärmt wird und Luft hält?

Es könnte eine Wasserwelt sein, und eine meeresgroße Untereisschmelze nach Art des Wostok-Sees könnte, sagen wir, hundert Meilen tiefer liegen. Stützen Sie die Kuppel mit Kohlenstoff-Nanokomposit ab und entfernen Sie das Wasser, und verfügen Sie über einige Mechanismen zur Regulierung des Wärmeaufbaus durch Entlüftung durch einen Bypass. Machen Sie es in der Größe und Form von Neuseeland.

Der Artikel, auf den verwiesen wird, erwähnt undifferenzierte Innenräume, was für eine Geschichte sehr faszinierend klingt, da sich beispielsweise ein Nugget aus Wassereis in einer Steinmatrix befinden könnte; aber es macht keinen Sinn, wie das bei Mantelkonvektion oder (falls nicht) Schmelzen der Fall sein kann.