Dies folgt einer anderen Frage , die mich neugierig auf den allgemeinen Zustand eines erdähnlichen Mondes machte, der durch Gezeiten an einen Gasriesenplaneten gebunden ist.
Es gab Fragen zu einer Welt, die an ihren Stern gebunden ist und wie sich dies auf ihr Klima (die Welt ist in eine extrem heiße und eine extrem kalte Seite geteilt) und die Bevölkerungsverteilung auswirkt, aber in diesem Fall haben wir einen Mond, der sich um einen Planeten dreht die sich wiederum um die Sonne dreht, gehe ich davon aus, dass der Unterschied im empfangenen Sonnenlicht nicht so radikal sein wird.
Natürlich wird immer nur eine Seite dem Stern vollständig ausgesetzt sein, während die andere vom Gasriesen blockiert wird, wenn sie der Lichtquelle zugewandt wäre, aber es scheint, als würde es für die Menschen auf dieser Seite des Mondes nur so aussehen Planet "aufgeht" von der der Sonne abgewandten Seite, bedeckt gegen Mittag die Sonne vollständig und geht dann unter, wenn auch die Sonne untergeht? Ich nehme an, für die andere Seite des Mondes würde es wie ein normaler Tag auf der Erde aussehen. Dies führt immer noch zu einem kälteren Klima auf der dem Planeten zugewandten Seite, richtig?
Es gibt auch das Problem, dass das ganze Wasser in Richtung des Gasriesen "prallt". Ich nehme an, das Extrem hängt von der Anziehungskraft des Riesen ab (Masse, Entfernung), aber es wird auch regnen, oder? Können sich auf diesem Planeten, von dem ich annehme, dass er einen riesigen Ozean hat, noch Flüsse und Seen auf der gegenüberliegenden Seite des Mondes bilden? Können wir auf der dem Planeten abgewandten Seite noch grüne, üppige, feuchte Wälder haben? Das meiste, was mir einfällt, sind große Becken, die oasenähnliche Biome schaffen ... Aber was ist mit den Winden und der Erosion der trockenen Seite?
Ist die Grenze zwischen „kalter“ und „heißer“ Seite unter solchen Bedingungen immer noch der beste Ort, um sich zu bevölkern, oder könnte Leben irgendwo auf diesem Planeten lebensfähig sein?
Dieser Beitrag ist vielleicht etwas vage, da ich versuche, so viel wie möglich beizutragen, woran ich bereits gedacht habe, korrekte Annahmen oder nicht, als Denkanstoß, also werde ich meine Frage hier am Ende noch einmal formulieren B.: Wie sind die allgemeinen klimatischen Bedingungen in einer solchen Welt und wie wirken sie sich auf ihre Bevölkerung aus?
Glücklicherweise ist dies eine relativ einfache Frage, denn in unserem eigenen Sonnensystem passiert etwas ganz Ähnliches. Der Saturnmond Titan ist gezeitenabhängig und hat flüssige Seen und Meere auf seiner Oberfläche. Aufgrund der Temperatur und atmosphärischen Zusammensetzung handelt es sich zwar eher um Seen aus Ethan und anderen Kohlenwasserstoffen als um Wasser, aber Fluiddynamik ist Fluiddynamik, und Titans Seen weisen viele der gleichen Eigenschaften auf wie die Seen der Erde .
Was sagt uns also das Klima auf Titan? Nun, zunächst einmal ist es überraschend erdähnlich, im Vergleich dazu, dass es klein und weit draußen im Sonnensystem ist (was extrem niedrige Temperaturen bedeutet). Damit meine ich, dass es Jahreszeiten, Wettermuster und ein Analogon für einen Wasserkreislauf gibt, die denen auf der Erde effektiv ähnlich sind.
Die Jahreszeiten von Titan sind extrem lang, weil seine Umlaufbahn um die Sonne (die gleiche wie die des Saturn) sehr lang ist, fast 30 Erdenjahre. Würden Saturn und Titan jedoch enger um die Sonne kreisen, wäre das Jahr entsprechend kürzer. Für einen gezeitenfesten Mond in der bewohnbaren Zone des Systems sollte dies kein Problem sein.
Titans Wetter ist ein interessantes Beispiel, weil es die meiste Zeit ziemlich ruhig ist, außer während der Inversionen, die durch den Wechsel von einer Jahreszeit zur anderen verursacht werden (wobei daran zu denken ist, dass diese Jahreszeiten bis zu einem Jahrzehnt lang sind). Während es auf der Erde etwa fünf verschiedene "Zellen" zirkulierender Winde in verschiedenen Breitengraden gibt, gibt es auf Titan nur eine . Dies liegt teilweise daran, dass die Seen auf Titan nicht so effektiv sind wie die größeren Ozeane der Erde, wenn es darum geht, atmosphärische Muster aufzubrechen. Auch die Langsamkeit der Jahreszeiten spielt eine Rolle.
Ein Faktor, den ich schwer feststellen konnte, war, ob Sonnenfinsternisse durch Saturn eine Rolle spielten. (Für das, was es wert ist, diskutiert der Artikel über das Klima des Titans, wie Neigung und orbitale Exzentrizität es beeinflussen, aber nicht den Unterschied - falls vorhanden - zwischen nahen und fernen Seiten.) Ich vermute, dass der Effekt für die meisten vernünftigen Umlaufbahnen ziemlich minimal wäre . Die einzige harte Zahl, die ich finden konnte, war, dass Saturn von Saturns winzigem inneren Mond Pan absolut riesig ist und etwa 11% des Himmels bedeckt. Einige Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags deuten darauf hin, dass die Sonne von Titan aus für etwa 3% ihres Transits über den Himmel von Saturn verfinstert werden würde; Der Unterschied in der Sonneneinstrahlung sollte ähnlich sein. (Eigentlich etwas weniger, da Saturn Licht und Wärme reflektiert und auf die nahe Seite von Titan zurückstrahlt.)
Übrigens ist das Bild, das Sie haben, dass der Planet zusammen mit der Sonne auf- und untergeht, falsch. Von Titan aus scheint Saturn genau an derselben Stelle über ihm zu hängen (mehr oder weniger; er würde sich leicht bewegen). Der Planet würde nur auf- und untergehen, wenn der Mond nicht gezeitenabhängig wäre.
Schließlich Titans Kohlenwasserstoffkreislauf. Dies ist vielleicht der erdähnlichste Teil von allen, abgesehen davon, dass er aus verschiedenen Elementen besteht. Es hat Seen und Meere, Flüsse und sogar Gezeiten (in diesem Fall angetrieben durch die Hin- und Herbewegung von Titans orbitaler Exzentrizität). Im Moment konzentrieren sich Seen auf der Nordhalbkugel, aber derzeit wird angenommen, dass dies eher saisonbedingt ist (im Norden ist gerade Winter) als von der Schwerkraft des Saturn angetrieben wird.
Zusammenfassend: Die Gezeitenbindung an einen Planeten sollte nur geringe Auswirkungen auf das Klima haben (insbesondere im Vergleich zur Gezeitenbindung an den Stern, die einen drastischen Effekt hat). Unter den richtigen Bedingungen sollte so ziemlich jedes erdähnliche oder erdunähnliche Klima möglich sein.
Erstens ist es eine Überlegung wert, dass der Winkel der Umlaufbahn des Mondes um den Gasriesen einen großen Einfluss darauf haben wird, welche Auswirkungen dieser Riese auf die einfachere Geschichte „gezeitengebunden an seinen Stern“ haben wird.
Wenn der Mond den Riesen entlang einer Ebene umkreist, die senkrecht zur Umlaufbahn des Riesen um den Stern ist, landen Sie immer noch in einer ewigen Tag/ewigen Nachtsituation und den daraus resultierenden Wettersystemen.
Wenn andererseits alle Umlaufbahnen dieselbe Ebene einnehmen (was Sie sich anscheinend einbilden), dann verzichten Sie vollständig auf das ewige Zeug. Ich denke, es gäbe keine Jahreszeiten; Ich kann nicht sehen, wie ein Planet mit einer axialen Neigung gezeitengesperrt werden könnte.
In diesem Fall wäre der Riese eine absolut gigantische Präsenz am Himmel, fixiert über einem einzigen Punkt. Dieser Punkt wäre wahrscheinlich die Mitte eines Ozeans, ein Ergebnis der Kombination aus einer permanenten Gezeitenwölbung und den Nivellierungseffekten seiner eigenen Gravitationsrundung auf den Mond.
Das Segeln auf diesem Ozean wäre eine unvorstellbar erschütternde Erfahrung. Jeder Tageszyklus würde durch eine extrem lange totale Sonnenfinsternis beeinträchtigt. Es gibt also weniger Tag und Sie haben weniger Sterne, an denen Sie nachts und Tag-Nacht navigieren können. Das Wasser dieses Ozeans wäre auch entsetzlich kalt.
Und immer über ihm ist der Riese, vielleicht so nahe, dass seine atmosphärischen Merkmale in den wenigen Stunden, in denen das Sonnenlicht von den Seiten einfällt, sichtbare Tiefe haben. Seeleute könnten sehr leicht verrückt werden, wenn sie Nacht für Nacht in die starren Augen dieses Monsters starren.
Oder es ist so kalt, dass das Wasser gefroren ist. Jetzt haben Sie eine gnadenlose Eiswüste mit Tausenden von Kilometern Durchmesser, einen endlosen dunklen Spiegel, der von mächtigen Winden sauber gescheuert wird, die jeden, der dumm genug ist, die Überquerung zu versuchen, brutal zerfetzen. Winderosion wird alles an diesem Ort kontrollieren.
Diese permanente Kaltzone ist einer der wichtigen Faktoren in den Wettersystemen des gesamten Mondes. Auch wenn der Rest des Mondes einen normalen Tag-Nacht-Zyklus haben wird, wird es immer einen permanenten Temperaturgradienten geben, der sich wahrscheinlich auf interessante Weise auswirken wird.
Der wichtigste Faktor in den Wettersystemen – ganz zu schweigen vom Leben – ist, dass Wasser überall sonst ziemlich knapp sein könnte. Wenn der Mond nicht wie die Erde viel Wasser hat, ist es wahrscheinlich, dass jedes Wasser, das frei zur Riesenseite fließen kann, dies getan hat, wo es bleiben wird. Jegliche Feuchtigkeit in der Atmosphäre, die ihren Weg zur kalten Seite findet, kondensiert aus und wird dort eingeschlossen. Und ich habe die Vermutung, dass der Temperaturgradient dazu führen wird, dass starke Winde von der warmen Seite zur kühlen Seite wehen, die mit dem Wasserkreislauf interagieren, um langsam das gesamte Wasser auf die dunkle Seite zu übertragen.
Schließlich schätze ich, dass riesige Körper wie Gasriesen oft (immer?) massive, starke Strahlungsgürtel erzeugen. Ich erinnere mich nicht, bei welchen Entfernungen das von Bedeutung ist. Aber es ist möglich, dass jeder, der das Pech hat, auf diesem Planeten zu sein, sehr schnell durch Strahlung getötet wird. Ich weiß ehrlich gesagt nicht, ob so etwas wie das Magnetfeld der Erde in der Lage wäre, die Oberfläche des Mondes zu schützen, teilweise weil ich nicht weiß, wie es in einer solchen Nähe zu dem stärkeren Feld des Riesen reagieren würde.
Abgesehen davon ist der Rest dieser Einstellung vielleicht interessant genug, dass Ihnen vielleicht verziehen wird, wenn Sie die Strahlung mit der Hand winken.
Ich stelle mir gerne Menschen vor, die in Grabendörfern leben, die in das feste Eis der gefrorenen Wüste gegraben wurden. Häuser werden nicht gebaut, sie sind aus dem Eis gehauen. Exil ist ein Todesurteil. Und es besteht immer die – vielleicht unbekannte – Gefahr, zu tief zu graben und einen unterirdischen Ozean aus kaltem Schwarzwasser anzuzapfen.
Einer der größten Auswirkungen auf Ihre Jahreszeiten und die gesamte Umgebung wird sein, wie schnell der Mond den Gasgewinn umkreist. Sie haben Recht damit, dass ein gezeitenfester Mond nur dann Sonne auf der Nicht-Planetenseite empfängt, wenn er in einer Ebene mit dem Planeten umkreist. Es wird jedoch keine konventionellen "Tage" haben, wie es ein Planet tun würde. Die Zeit, die Jupiters Monde brauchen, um ihn zu umrunden, reicht von Stunden bis zu Tausenden von Jahren, wobei der größte Teil davon Hunderte von Erdtagen umfasst. Auf einem solchen Mond, der durch die Gezeiten mit dem Planeten verbunden ist, wird die der Sonne zugewandte Seite die Sonne aufgehen sehen und dann für viele hundert Tage nicht wieder untergehen, und wenn sie einmal untergegangen ist, wird sie nicht zurück sein gleich lange Zeit. Ein solches Muster wird viel darüber aussagen, wie Ihre Umgebung funktioniert und wie sich das Leben entwickelt, um damit umzugehen. Vielleicht friert der ganze Mond während der langen Nacht ein, dann taut alles auf und eilt, um während des "Tages" einen Lebenszyklus zu vollenden. Ähnlich wie Salzgarnelen, die ihren Lebenszyklus in Tagen/Wochen abschließen können, wenn es in der Wüste regnet und sich ihr Teich vorübergehend neu bildet. Das heißt, Ihr Mond ist gezeitengesperrt, sodass er wahrscheinlich näher umkreist. Vielleicht haben Sie einen Tag / Nacht-Zyklus, der nur wenige zehn Tage dauert, oder einen normalen Erdtag. Aber bis man weiß, wie schnell es umkreist, ist es schwierig, ein solides Klimamodell zu entwickeln. Vielleicht haben Sie einen Tag/Nacht-Zyklus, der nur ein paar Dutzend Tage dauert, oder einen normalen Erdentag. Aber bis man weiß, wie schnell es umkreist, ist es schwierig, ein solides Klimamodell zu entwickeln. Vielleicht haben Sie einen Tag/Nacht-Zyklus, der nur ein paar Dutzend Tage dauert, oder einen normalen Erdentag. Aber bis man weiß, wie schnell es umkreist, ist es schwierig, ein solides Klimamodell zu entwickeln.
Kadenz
Diego Forcato