Wenn Wasserdampf immer in den Weltraum geblasen wird, wie kann er dann auf der Venus chemische Verbindungen bilden?

Dies ist die Fortsetzung dieser chem.SE-Frage .

Laut Wikipedia ist Wasserdampf auf der Venus in Spuren vorhanden (20 ppm). Es gibt mehrere Gründe, warum die Venus einen sehr niedrigen Wassergehalt hat:

  • Die kohlendioxidreiche Atmosphäre erzeugt den stärksten außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt im Sonnensystem und erreicht Temperaturen von mindestens 735 K, heiß genug, um die meisten Wasserdämpfe zum Sieden zu bringen.
  • Freie Wasserstoff- und Sauerstoffatome wurden vom Sonnenwind in den interplanetaren Raum geschwemmt, weil es kein planetares Magnetfeld gibt
  • Wasserdämpfe werden kontinuierlich vom Sonnenwind durch den induzierten Magnetschweif weggeblasen.
  • UV und Photodissoziation von Wasserdampf erzeugen Wasserstoff- und Sauerstoffatome und -radikale
  • Hohes D / H-Verhältnis auf der Venus aufgrund von Wasserstoffatomen, die in den Weltraum entweichen, da sie leicht ist und daher kein Wasser bilden kann
  • Die Atmosphäre ist reich an Schwefelsäurewolken, die ein starkes Dehydratisierungsmittel sind. Das meiste Wasser reagiert mit H 2 SO 4 unter Bildung von Hydronium- (H 3 O + ) und Bisulfat- (HSO 4 – ) Ionen. Dadurch sind die Konzentrationen an "freiem" H 2 O in der Säurelösung und im Dampf über der Säure äußerst gering.

Die Frage lautet also: "Da Wasserdampf immer weggeblasen wird oder auf irgendeine Weise reagiert und nur eine Spurenmenge an stationärem und nicht umgesetztem Wasserdampf verfügbar ist, warum / wie kann er chemische Verbindungen wie Phosphorsäure und Schwefelsäure erzeugen? "

Hintergrundinformation

Ein Papier aus dem Jahr 1986 1 kam zu dem Schluss, dass P 4 O 6 das hauptsächliche phosphorhaltige Gas auf der Venus ist, das aus den Ergebnissen der Vega-Mission hervorgeht. Es wurde auch berichtet, dass einige phosphorhaltige Partikel vorhanden waren, bei denen es sich um Phosphorsäure, H 3 PO 4 , handelte .

Ich bin mir ziemlich sicher, dass Phosphorsäure / phosphorige Säure das Ergebnis der Reaktion zwischen Phosphorsäureanhydrid und Wasserdampf in einer Schwefelsäureumgebung ist ( was später als Weg der Phosphinbildung spekuliert wird ). Aber "reicht Wasserdampf auf der Venus aus, um Phosphorsäure zu bilden? Wie hoch ist die Konzentration von Phosphorsäure in der Atmosphäre der Venus (die später zur Bildung von Phosphin beitragen würde)?"

Referenz

  1. Krasnopol'skii, V A. Vega Missionsergebnisse und chemische Zusammensetzung der Venuswolken. Vereinigte Staaten: N. S., 1989 . Netz. doi: 10.1016/0019-1035(89)90168-1.
  2. https://www.vanderbilt.edu/AnS/physics/astrocourses/AST101/readings/water_on_venus.html
Warum vergleicht man das weggeblasene Wasser mit dem Wasser, das in der Atmosphäre verbleibt? Es ist ein Winzling. winzige Menge Wasser, die in der Atmosphäre verbleibt, wird diese Wassermenge nach einer Million Jahren praktisch gleich sein, vielleicht 0,1 % weniger oder so.
Ich habe berechnet, dass jedes Jahr 3,10 ^ 6 kg Wasser von der Venus in den Weltraum entweichen, während sich in ihrer Atmosphäre etwa 9,6 x 10 ^ 15 kg Wasser befinden. space.stackexchange.com/questions/8002/…
@Cornelisinspace Nicht nur Wasser entweicht, es wirken mehrere andere Faktoren, die ich aufgelistet hatte. Zugegeben, nur eine geringe Menge Wasserdampf wird in den Weltraum geblasen, es gibt andere Faktoren, die beim Abbau von Wasserdampf in der Atmosphäre eine Rolle spielen. Es geht um mehr, als nur Wasser entweicht und verdunstet. Der Antwortende gab an, dass 1. es ein Gleichgewicht gibt, das zwischen verlorenem Wasser und zurückgehaltenem und reagierendem Wasser aufrechterhalten wird. Wie wird dieses Gleichgewicht aufrechterhalten? 2. Schwefelsäure dient als Reservoir für Wasserstoff (dissoziiert aber in saure Ionen^) 3. Die Schlussnote bleibt der Interpretation überlassen.
@Cornelisinspace In dieser Frage, die Sie verlinkt haben, sind Sie zu dem Schluss gekommen, dass "es viel weniger Schwefelsäure als Wasser gibt!". Aber laut nasa.gov "bedecken dicke Wolken aus Schwefelsäure den Planeten vollständig." Wenn es weniger Schwefelsäure als Wasser gibt (das bereits in Spuren vorhanden ist), wie hat es dann geschafft, den Planeten vollständig zu bedecken? (Es scheint eine andere Frage zu sein, könnte als neue Frage gepostet werden, wenn es interessant erscheint.)
@Cornelisinspace Ich habe eine neue Frage basierend auf meinem obigen Kommentar gestellt.

Antworten (1)

Denken Sie an das Wasser, das der Atmosphäre ständig sowohl hinzugefügt als auch entzogen wird.

Wasser hinzufügen:

  1. Wasser, das aus tieferen Schichten der Erdkruste und des Erdmantels in die Atmosphäre wandert.
  2. Wasser, das aus Sonnenwind-Wasserstoff und dem verfügbaren Sauerstoff in der Atmosphäre gebildet wird (das hohe D/H-Verhältnis deutet darauf hin, dass das Urwasser auf der Venus dominiert)
  3. Wasser entsteht aus Wasserstoff und Sauerstoff, die durch die Zersetzung anderer Substanzen in der Atmosphäre entstehen.

Wasser entfernen:

  1. Photolyse – Wasser wird zu Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt, die beide an anderen chemischen Prozessen beteiligt sind
  2. Entweichen von Wasserstoff und möglicherweise ganzen Wassermolekülen in den Raum.

Es besteht immer ein gewisses Gleichgewicht zwischen dem verfügbaren Wasser und Wasserstoff sowie anderen wasserstoffhaltigen Stoffen wie Schwefelsäure (daraus bestehen Venuswolken) und dem heute viel diskutierten Phosphin.

Auf der Erde haben wir stratosphärische und mesosphärische Wolken aus Wasser, Schwefelsäure und Salpetersäure in ansonsten notorisch trockenen Atmosphärenschichten. Auf der Venus hat die Atmosphäre wenig freien Sauerstoff, so dass sie eine viel größere chemische Vielfalt toleriert. (Zum Beispiel würde sich Phosphin in der sauerstoffreichen Atmosphäre der Erde selbst entzünden)

Gute Antwort. Können Sie Ihre Antwort mit einigen Referenzen belegen? Oder einige Daten/Zahlen angeben?
@NilayGhosh Warum sollte es ein Gleichgewicht geben, wenn die Venus über Milliarden von Jahren allmählich den größten Teil ihres Wassers verlor?
@Cornelisinspace Das ist auch meine Frage. Der Antwortende gab an, dass der Atmosphäre ständig Wasser hinzugefügt und entzogen wird und es eine Art Gleichgewicht gibt (zwischen dem verfügbaren Wasser und anderen Chemikalien). Was ist dieses Gleichgewicht? Wie wird dieses Gleichgewicht aufrechterhalten? Spricht er davon, dass die Wassermenge in der Atmosphäre konstant ist? Wenn dem so ist, dann widerspricht es der Tatsache, dass das meiste Wasser verloren gegangen ist und dass genügend Wasser für die Reaktion zur Verfügung steht, oder spricht er von einer Art chemischem Gleichgewicht zwischen Wasser und anderen vorhandenen Chemikalien?
... wenn er das "Gleichgewicht" ein wenig mehr erklärt und / oder einen Hinweis oder einige Daten über die Häufigkeit dieser Verbindungen hinzufügt, werde ich die Antwort akzeptieren.
@NilayGhosh Ja, es gibt also eine Art chemisches Gleichgewicht zwischen Wasser und Schwefeloxiden und Phosphoroxiden, das stark von Temperatur und Druck abhängt. Deshalb passiert das nur in der oberen und mittleren Atmosphäre. Aber mehr als 90 % des Wassers ist freier Dampf im unteren Hochtemperatur- und Druckbereich.
Wenn Wasserdampf immer in den Weltraum geblasen wird, wie kann er dann auf der Venus chemische Verbindungen bilden?
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