Kann mein Planet nur an den Polen eine sehr dünne Atmosphäre haben?

Während ich über die Antwort von Starfish Prime auf die Frage nachdachte , dass Algen UV-Licht von Polarlichtern für die Photosynthese verwenden , zog ich die Möglichkeit einer alternativen Erde in Betracht, die auf dem größten Teil der Erde eine normale, erdähnliche Atmosphäre hat, aber an den Polen eine dünne Atmosphäre. Dies würde es ermöglichen, dass größere Mengen an ultraviolettem Licht in hohen Breitengraden (z. B. > 60 N und 60 S). Das Problem ist, ich habe absolut keine Ahnung, wie das passieren konnte.

Hier meine Vorgaben und Anforderungen:

  • Es ist ein erdähnlicher Planet - das bedeutet die gleiche Masse und den gleichen mittleren Radius.
  • Die Atmosphäre ist wie die der Erde: ungefähr 78 % Stickstoff und 21 % Sauerstoff.
  • Auf allen Breitengraden unter 60 , sollte die atmosphärische Struktur mit der der Erde identisch sein.
  • Auf allen Breitengraden über 60 , sollte die Atmosphäre immer weniger dicht werden, bis an den geografischen Polen die Säulendichte etwa 10 % des Normalwerts erreicht.
  • Das Terrain an den Polen sollte ungefähr das gleiche sein wie jetzt auf der Erde. Keine gigantischen Bergketten zum Beispiel.
  • Die atmosphärische Struktur sollte über Zeitskalen von einigen Milliarden Jahren stabil sein.
  • Welcher Mechanismus auch immer die Unterdichte verursacht, sollte natürlich (und idealerweise abiotisch) sein.
  • Bitte keine Zauberei. Bleiben wir in den Grenzen der physikalischen Gesetze, wie sie auch in unserem Universum existieren. Bitte versuchen Sie, Spekulationen zu minimieren oder zu vermeiden.

Ist diese seltsame polare atmosphärische Struktur innerhalb der festgelegten Anforderungen möglich? Ich fordere keine harten wissenschaftlichen Antworten, aber Antworten sollten harte Wissenschaft genug sein, damit sie begründen können, dass sie die Anforderungen erfüllen - insbesondere die Spaltendichte.

Das Eindringen von UV-Licht wird größtenteils durch die Ozonschicht blockiert, die über dem Südpol praktisch zerstört wird - obwohl der dortige Atmosphärendruck davon nicht viel beeinflusst wird.
"Erdähnliche Atmosphäre auf dem größten Teil der Erde, aber eine dünne Atmosphäre an den Polen." Du meinst also die Erde?

Antworten (3)

Wenn Sie möchten, dass mehr UV-Licht die Pole erreicht, können Sie die Ozonschicht über ihnen abbauen. Genau das ist auf unserer Erde passiert - ozonabbauende Chemikalien erreichten die oberen Schichten der Atmosphäre und konzentrierten sich aufgrund von Windströmungen im Laufe der Jahrzehnte über dem Pol, insbesondere dem Südpol.

Das Loch über dem Südpol ist unten in den bläulichen Farbtönen dargestellt:

Ozonloch über dem Südpol

Quelle: https://earthobservatory.nasa.gov/images/38835/antarctic-ozone-hole-1979-to-2008

Die Ozonschicht blockiert nicht die gesamte UV-Strahlung und ist nicht der einzige Blocker der UV-Strahlung. Es schirmt die meisten UV-C- und UV-B-Strahlen ab, die die schädlichsten Formen für das Leben sind.

Wenn Sie sich jedoch einen Mechanismus wünschen, der die Pole von allen Gasen befreit, für einen niedrigeren atmosphärischen Druck an den Polen ... Ich glaube nicht, dass so etwas machbar wäre. Der Druckunterschied würde Winde der Macht Gottes an den Polargrenzen bedeuten. Die Drücke würden entweder in relativ kurzer geologischer Zeit ausgeglichen, oder die permanenten Mega-Hurrikane würden einen Planeten schaffen, der möglicherweise ohne Leben ist, mit sehr unterschiedlichen geologischen Merkmalen aufgrund von Erosion, höchstwahrscheinlich eine Mischung aus beidem.

Wenn Sie die Einschränkungen reduzieren, um erdähnliche Planeten während der Planetenbildung zuzulassen, die sich jedoch von der aktuellen Erde unterscheiden: vielleicht ein tektonisches Ereignis, das die Platten an den Polen zum Kollabieren bringt, für ein hadäisches Klima über ihnen. Dies könnte für Hunderte von Millionen Jahren stabil sein. Der freigelegte Mantel würde die darüber liegende Luft erwärmen, wodurch sich die Luft ausdehnt. Es wird mit viel Kraft aus den Polarregionen herausgedrückt, wodurch eine Druckgrenze entstehen kann. Wo es auf kältere Luft trifft, wird es darüber hinausgehen, seinen Druck über dem Pol verringern und gleichzeitig einen Wirbel über der Region aufrechterhalten. Ein solcher Planet wäre an den Polen höllisch, so dass der ganze Sinn der anderen Frage nach UV-ernährenden Algen verloren wäre.

Kurze Antwort, nein, das ist nicht möglich. Die Säulentiefe einer Atmosphäre basiert auf der Schwerkraft des Planeten und der Gesamtmasse der Atmosphäre. Ein Gas dehnt sich aus, um seinen Behälter zu füllen (das ist die Hauptdefinition eines Gases), und in diesem Fall ist der Behälter das Ausmaß, in dem die Schwerkraft es auf dem Planeten halten kann.

Es ist jedoch noch nicht alles verloren, wenn Sie bereit sind, ein wenig mit der Geologie Ihres Planeten zu spielen.

Wenn Sie davon ausgehen, dass es oberhalb des 60. Breitengrades eine sehr große Bergkette gibt, die an Höhe zunimmt, bis sie die Pole erreicht, wird es möglich, Ihre Atmosphäre auszudünnen.

Dies dehnt die Glaubwürdigkeit aus plattentektonischer Sicht etwas aus, sollte aber nicht unmöglich sein. Was Sie tun müssen, ist, zwei große Platten an jedem Ende des Planeten zu haben, und dann entlang des Äquators Risse zu haben, die sich nach außen ausbreiten. Dies steht in gewissem Gegensatz zur Plattentektonik der Erde, wo die Risse und Subduktionszonen im Allgemeinen entlang von Nord-Süd-Längen verlaufen, aber es gibt keinen wirklichen Grund, warum Sie nicht alles um 90 Grad drehen und sich entlang der Breiten ausbreiten könnten.

Auf der Erde befinden sich Risse und Subduktionszonen im Allgemeinen in den Ozeanen, aber nicht immer. Island ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wo Risse an Land kommen, aber Subduktionszonen befinden sich fast immer unter dem Ozean (sie drücken die Kruste nach unten und sie fällt schließlich unter den Meeresspiegel). Das Himalaya-Gebirge ist jedoch einer Subduktionszone sehr ähnlich, und es ist kein Zufall, dass sich die höchsten Berge der Erde im Himalaya befinden.

Ihr Planet hätte also wahrscheinlich die folgenden Eigenschaften: Ein großes äquatoriales Meer mit einer Riftzone um den Äquator des Planeten. Dadurch wird neues Plattenmaterial nach Norden und Süden geschoben, wo es bei etwa 60 Grad Breite mit den Polarplatten kollidiert. Da die Kollisionen entlang des gesamten Umfangs eures Planeten stattfinden, drücken sie auf der Platte nach innen und treiben massive Berge an den Polen in die Höhe. Diese Berge sind extrem hoch, vielleicht 1,5-mal so hoch wie der Everest, aber viel breiter und bedecken fast die gesamten polaren Kontinente, sodass Sie wie Olympus Mons auf dem Mars nicht wirklich sagen können, dass Sie sich an den Polen auf einem Berg befinden . Da sie in der Höhe so stark ansteigen, fällt der Druck dramatisch ab. Tatsächlich nähert es sich bei 10 % Druck der Armstrong-Grenze,

Aufgrund der massiven Subduktionszonen, die eure polaren Kontinente umgeben, haben die Küstenlinien den Ruf, alle paar hundert Jahre massive Tsunamis zu produzieren. Die meisten Menschen meiden deshalb das Leben am Meer. Diejenigen, die auf einer Anhöhe bauen und gelernt haben, Wohnungen zu bauen, die entweder großen Erdbeben standhalten oder danach leicht wieder aufgebaut werden können.

Die äquatorialen Meere haben keine wirklichen Landmassen, die Winde behindern könnten, daher können sich extrem starke Winde bilden. Vielleicht sind die Gebiete unterhalb des 30. Breitengrades aufgrund der starken Stürme, die sich fast ständig bilden, als „The Banshee's Tempest“ bekannt. Unterhalb des 10. Breitengrades befindet sich jedoch der „Central Oasis Belt“, in dem sich starke Stürme aufgrund von Hadley-Zellen und der sie unterdrückenden innertropischen Konvergenzzone nicht bilden können. Da dieses Gebiet auch in der Nähe der sich ausbreitenden Rifts liegt, würden sich wahrscheinlich kleine Inselketten bilden, wenn die Rift Mountains groß genug werden, um über den Meeresspiegel zu ragen, was möglicherweise zu vielen kleinen Inselstaaten rund um den Gürtel eures Planeten führen würde. Da die Inseln im Norden und Süden von den Banshee's Tempests begrenzt werden, sind die Inselstaaten größtenteils vom Rest der Welt isoliert.

Wenn Sie einen erheblichen Druckgradienten haben möchten, und Sie möchten, dass er über geologische Epochen hinweg stabil ist, brauchen Sie etwas, das dem Gradienten entgegenwirkt.

Was können Sie verwenden? Aber natürlich die Planetenrotation, die, wenn sie schnell genug ist, dazu neigt, Flüssigkeiten, Gase und sogar Feststoffe entlang des Äquators zu verteilen.

Da Sie wollen, dass er über Milliarden von Jahren stabil ist, können Sie sich keinen Mond leisten, da sein Gezeiteneinfluss die Planetenrotation verlangsamen würde, wie es bei unserem Planeten der Fall war.

Die Rotationsgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um den Druck an den Polen so weit zu senken, wie es OP angegeben hat, ist nicht erreichbar, bevor die Reibung zwischen der Luft und der Planetenoberfläche überwunden ist. Sie haben einen Planeten, der sich unter seiner Atmosphäre dreht, ohne den gewünschten Effekt zu erzielen. Zentrifugen zur Urananreicherung müssen sich mit Überschallgeschwindigkeit drehen und arbeiten mit extrem schweren Kernen.