Könnte ein schwerer Exoplanet Wasser flüssig und 4° warm machen?

Nehmen wir an, es gibt einen Exoplaneten, der seinen Wirtsstern weit außerhalb seiner bewohnbaren Zone umkreist. Nehmen wir weiter an, dass es viel Wasser hat, was vielleicht mit der Erde vergleichbar ist, wenn es um das Volumenverhältnis von Wasser im Vergleich zum Rest des Planeten geht.

Jetzt ist Wasser in seiner dichtesten Form 4° Celsius warm. Meine Frage ist: Könnte das Gewicht des Exoplaneten das Wasser in einen flüssigen Zustand zwingen, indem es auf die Temperatur der niedrigsten Dichte gedrückt wird?

Meine Intuition würde nein sagen, denn schließlich ist Temperatur nichts anderes als molekulare Bewegung, und jede Art von beschleunigter Bewegung soll die Gesamtenergie eines Systems senken, was absurd erscheint.

Dies scheint auch eine Erklärung für das sogenannte „Faint Young Sun Paradoxon“ zu sein, das in der Geologie wohlbekannt ist.

Wenn die Antwort davon abweicht, würde ich mich freuen, eine Erklärung zu lesen, wie meine Argumentation fehlerhaft war.

Dies könnte auch gut zu Physics SE passen.
Ich denke, das kann am besten hier oder bei Physics SE oder Chemistry SE interpretiert werden. Ich persönlich verstehe die Fragestellung und die verschiedenen Argumentationslinien nicht. Trotzdem ist die folgende Antwort sicherlich in Ordnung, da die Antwort auf alles, was gefragt wird, das Phasendiagramm von Wasser sein muss.
@Alchimista: Vielleicht könntest du klarstellen, was du nicht verstehst.
Die enge Abstimmung ist unnötig , da das OP genügend Details zur Beantwortung der Frage bereitgestellt hat.
Ich habe nicht für die Schließung gestimmt (ich kann und es war nicht mein Ziel). Habe nur um Klärung gebeten, ggf.
@AlgebraicsAnonymousc Wasser bei ist am dichtesten ist ... ". Das hängt von P. "jeder Art von ..." ab. Völlig unklar. Der Titel ist bereits weniger als klar. Trotzdem habe ich gesagt, einmal gereinigt, die Antwort ist es sicherlich im Phasendiagramm von Wasser.Außerdem hängt das P nicht nur von der Masse und Größe des Planeten ab, sondern auch von den acht Wassersäulen (obwohl Sie Wasser erwähnen, das mit dem vergleichbar ist, was hier auf der Erde ist).

Antworten (1)

Kaum. Vielleicht. Wahrscheinlich. Es hängt davon ab, ob.

Flüssiges Wasser bei atmosphärischem Druck ist bei 4°C am dichtesten - aber das ist eine Funktion von Druck und Temperatur.

Die Phase eines Stoffes (fest, flüssig, gasförmig, kritisch) hängt von Druck und Temperatur ab - ebenso die von beiden abhängige Dichte, linear innerhalb einer Phase, diskontinuierlich an Phasengrenzen. Das Phasendiagramm von Wasser, das die Phase beschreibt, die Sie für jede Kombination von Temperatur und Druck finden, ist für Wasser überraschend komplex und daher eines der am wenigsten gut etablierten.

Vielleicht kann man Ihre Frage schon mit einem klaren „Ja“ beantworten, wenn Sie einen unterirdischen Ozean für eine akzeptable Antwort halten. Das Innere von Enceladus wird durch die Gezeitenwechselwirkung mit Saturn etwas erhitzt. Aus Cassini-Beobachtungen wissen wir, dass wir unter einer etwa 30 km dicken Eisdecke auf dem Saturnmond Enceladus einen Ozean aus flüssigem Salzwasser haben – eine Quelle für die Geysir-Aktivität auf diesem Mond.

Danke für die Klarstellung. Natürlich sind unterirdische Ozeane für mich akzeptabel, aber wie Sie selbst geschrieben haben, kann das Innere von Enceladus aufgrund der Gezeitenwechselwirkung und nicht des Drucks flüssig sein. Spielt Druck hier auch nur die geringste Rolle? Ich weiß nicht.
Auch scheint das Phasendiagramm flüssiges Wasser bei weniger als -30° Celsius selbst bei sehr hohen Drücken zu verbieten. Der Exoplanet könnte also nur ein bisschen außerhalb der bewohnbaren Zone liegen. Die Frage lautet nun: Wie viel Masse ist nötig, um einen Druck von 10^8 Pascal zu erzeugen?
Laut arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1005/1005.2440.pdf kann es anscheinend einen solchen Druck auf dem Grund eines 10 km tiefen Ozeans geben. Daher betrachte ich die Frage als beantwortet. Danke vielmals!
Nein, warte mal, kann die Temperatur selbst nicht vom Druck abhängen?
Manchmal. Es hängt davon ab, welche (wenn überhaupt) thermophysikalischen Prozesse eine Rolle spielen. en.wikipedia.org/wiki/Equation_of_state Doch nicht so, wie Sie hier andeuten. Der Druck selbst verursacht niemals eine Temperaturänderung. Durch eine Druckänderung kann man zB bei einem adiabatischen Vorgang in Gasen die Temperatur ändern - also auch das Volumen ändern.
Ich habe gerade dieses hier gefunden: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30923121
Hinweis: Sie finden diese Hochdruckflüssigkeit durch Erhitzen isobar , also bei konstantem Druck erhitzen sie ihr Hochdruckeis. IMHO bestätigt dies, dass es noch viele Entdeckungen mit Wasser und seinem Phasendiagramm und seinen Eigenschaften zu machen gibt.
Könnte ein schwerer Exoplanet Wasser flüssig und 4° warm machen?
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