Wie kann ich einen eisbedeckten Planeten mit einem Ozean unter der Oberfläche erschaffen?

1. Umkreise einen massereichen Planeten

Im Sonnensystem sind zwei Monde mit Eis bedeckt und haben unterirdische Ozeane: Europa und Enceladus . Europa umkreist Jupiter; Enceladus umkreist Saturn. Bei letzterem wurden Wasserdampfstrahlen beobachtet, die auf eine unterirdische Quelle hindeuteten. Bei beiden Monden überleben die Ozeane durch Gezeitenerwärmung durch die riesigen Planeten, die sie umkreisen. Energie wird auf die Monde übertragen, die ihr Inneres aufheizen und sie warm genug halten, damit flüssiges Wasser unter der Oberfläche existieren kann.

Nun, Sie haben den Heimatplaneten als „schwerer“ beschrieben. Wenn die Masse des Planeten irgendwo in der Nähe der Masse von beispielsweise Saturn liegt, sollten Sie in der Lage sein, eine ziemlich gute Gezeitenerwärmung zu erzielen. Sie müssen nur die richtigen Parameter für die Umlaufbahn, Zusammensetzung und Struktur des Mondes haben.

2. Schneeballerde

RonJohn kam mir bei der Idee einer Schneeballerde zuvor , aber ich werde trotzdem darüber sprechen, weil es eine gute Option ist – und keinen anderen Körper beinhaltet. Darüber hinaus kann es zu mehreren Perioden in der Geschichte unseres Planeten passiert sein, und daher ist es durchaus machbar.

Im Wesentlichen benötigen Sie einen terrestrischen Planeten mit einer guten Wasserversorgung - Ozeane. Sie brauchen dann eine Art Mechanismus, der den Planeten kühlt und zu mehr Abkühlung führt – einen Rückkopplungsmechanismus . (Ähnliches sehen wir bei der globalen Erwärmung, bei der steigende Temperaturen mehr Treibhausgase freisetzen, etwa durch das Schmelzen von Eis.) Das bedeutet, dass die Abkühlung anhält, anstatt gedämpft und schließlich gestoppt zu werden.

Dieser Mechanismus könnte so einfach sein wie eine drastische Schneeansammlung, die dazu führen würde, dass weniger Wärme absorbiert wird. Alternativ könnte eine Art Massenreduktion von Treibhausgasen die von der Atmosphäre eingeschlossene Wärme verringern. Beides würde sich selbst verstärken und zu einem wahren Schneeballplaneten führen. Sie sind besser als einmalige Ereignisse wie ein Asteroideneinschlag, da diese Effekte in relativ kurzen Zeitskalen enden (z. B. wenn sich Staub auflöst).

Radioaktiver Zerfall macht es fast obligatorisch

Die Frage ist nicht "wie bekommt man flüssige Ozeane unter Eis". Die Frage ist, wie Sie es nicht tun .

Der Grund sind langlebige radioaktive Isotope, die so langsam zerfallen, dass noch Urzerfall stattfindet. Sie haben einen ganzen Planeten mit einem ziemlich vorhersehbaren Bruchteil seiner Masse, der aus diesem Zeug besteht. Das erzeugt Wärme, die den Kern des Planeten heiß macht. Irgendwo muss diese Hitze hin .

Abgesehen davon, dass der Kern ziemlich heiß wird, breitet sich die Wärme auch nach oben zur Oberfläche aus. Es wird mit der Sonneneinstrahlung und den Wärmeverlusten in den Weltraum konkurrieren . Wie wir von diesem Planeten wissen, bestimmt das Gleichgewicht zwischen Sonneneinstrahlung und Weltraumverlusten die Oberflächentemperatur. Wenn es also weit genug von der Sonne entfernt ist, wird die Oberfläche natürlich gefrieren.

Eis ist ein guter Isolator und Schnee ist viel besser. Je dicker das Eis/der Schnee ist, desto langsamer ist die Wärmeübertragung vom Erdkern und desto mehr wird die Wärme „abgefüllt“/eingeschlossen. Wenn also die Ozeane tief genug sind, müssen die tiefsten Teile schmelzen.

Schauen Sie auf die Schneeballerde: Wenn – in einer extremen Eiszeit – die Eisschilde weit genug vordringen, tritt ein Runaway-Effekt auf und der gesamte Mond wird mit Eis bedeckt sein. Da Eis schwimmt und die Ozeane tief, groß und salzig sind, haben Sie immer noch flüssiges Wasser in der Tiefe. Wenn es keine vulkanische Aktivität gibt, um anschließend CO ₂ und Methan auszustoßen, um die Atmosphäre zu erwärmen, stecken Sie im Schneeball fest.

https://en.wikipedia.org/wiki/Snowball_Earth#Mechanisms

Viele mögliche Auslösemechanismen könnten für den Beginn einer Schneeballerde verantwortlich sein, wie z. B. der Ausbruch eines Supervulkans, eine Verringerung der atmosphärischen Konzentration von Treibhausgasen wie Methan und / oder Kohlendioxid, Änderungen der Sonnenenergieabgabe oder Störungen der Erde Orbit. Unabhängig vom Auslöser führt die anfängliche Abkühlung zu einer Vergrößerung der von Eis und Schnee bedeckten Fläche der Erdoberfläche, und das zusätzliche Eis und der Schnee reflektieren mehr Sonnenenergie zurück in den Weltraum, was die Erde weiter abkühlt und die von Eis und Schnee bedeckte Fläche der Erdoberfläche weiter vergrößert Eis und Schnee. Diese positive Rückkopplungsschleife könnte schließlich einen gefrorenen Äquator hervorbringen, der so kalt ist wie die moderne Antarktis.

Sie fragen nach unterirdischen Ozeanen.

https://www.forbes.com/sites/kevinanderton/2017/11/30/subsurface-oceans-and-tidal-heating-may-hold-the-key-to-finding-alien-life-infographic/#4b55132f3787 1

Siehe Europa:

https://en.wikipedia.org/wiki/Europa_(Mond)#Subsurface_ocean 2

Siehe Ganymed:

https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon)#Subsurface_oceans 3

Siehe Callisto:

https://en.wikipedia.org/wiki/Callisto_(moon)#Internal_structure 4

Siehe Encledus:

https://en.wikipedia.org/wiki/Enceladus#Subsurface_water_ocean 5

Siehe Titan:

https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/02jul_saltyocean 6

Siehe Dione:

http://www.astro.oma.be/en/saturns-moon-dione-harbors-a-subsurface-ocean/ 7

Siehe Triton:

http://www.astronomy.com/news/2017/04/is-triton-a-kbo 8

https://www.space.com/17470-neptune-moon-triton-subsurface-ocean.html 9

Astronomen und Planetengeologen glauben also, dass unterirdische Ozeane möglich sind und dass einige in unserem Sonnensystem existieren.

Die Wärme, um die unterirdischen Ozeane flüssig zu halten, stammt aus dem Zerfall radioaktiver Isotope und aus der Gezeitenbewegung und Erwärmung der Monde und Planeten in einem Satellitensystem.

Wenn Sie möchten, dass Ihre Geschichte plausibel ist und Ihre Leute wie Menschen sind, dann müssen Sie die Umlaufbahnen und Massen der astronomischen Körper berechnen, damit Leuklit eine ausreichende radioaktive und Gezeitenheizung hat, damit der unter der Oberfläche liegende Ozean warm genug ist, um flüssig zu sein. Und Sie müssen die chemische Zusammensetzung des Ozeans berücksichtigen, die möglicherweise nur Wasser, nur Methan, nur Ammoniak oder höchstwahrscheinlich hauptsächlich Wasser mit einigen anderen darin enthaltenen Chemikalien ist.

Es ist durchaus möglich, dass das Eis auf der Oberfläche von Leuclite über hundert Kilometer oder Meilen dick ist.

Daher können große Expeditionen erforderlich sein, damit Menschen, die teilweise in Rissen im Eis leben, den Grund des Eises erreichen und in den unterirdischen Ozean gelangen. Wenn die Menschen von einem anderen Planeten landbewohnende luftatmende säugetierähnliche Wesen wären, brauchen sie entweder Tauchboote und Tauchausrüstung oder müssen Gentechnik einsetzen, um sich selbst Kiemen zu geben, um im unterirdischen Ozean zu schwimmen. Oder beides.

Die gentechnisch veränderten Menschen können einer anderen Kaste, ethnischen Gruppe oder Spezies angehören als die nicht veränderten Menschen.

Es könnte möglicherweise außerirdisches Leben im unterirdischen Ozean geben. Das Ernten von pflanzlichem oder tierischem Leben für Nahrung oder andere Ressourcen und der Umgang mit hypothetischem intelligentem Leben unter der Oberfläche können Motive für Untersee-Unternehmungen sein.

Ich hoffe, dies wird Ihnen eine Hilfe sein.

Hoher Druck

Der Druck nimmt mit der Tiefe zu. Im folgenden Phasendiagramm finden wir einen kleinen Bereich unterhalb von etwa 270 K, wo eine Druckerhöhung (im Bereich von 10 MPa bis 200 MPa) einen Phasenwechsel von fest zu flüssig bewirkt. Das sind viele Größenordnungen mehr Druck als auf der Erdoberfläche, aber vergleichbar mit dem Druck im Marianengraben.

Gezeitendehnung

Erfordert, dass Ihre Heimatwelt einen großen Planeten oder Stern in einer engen Umlaufbahn umkreist. Europa und Enceladus umkreisen in unserem Sonnensystem große Planeten (wir haben ihre Ozeane unter dem Eis bestätigt), und wir haben Planeten gesehen, die kleine, schwache Sterne in anderen Systemen umkreisen, weit genug für Eis, aber nah genug für Gezeitendehnung.

Radioaktiver Zerfall

Uran-238 und Thorium-232 zerfallen im Inneren der Erde. Ein anderer Planet in einem kälteren Teil des Weltraums könnte einen flüssigen Ozean unter einer Eiskruste mit etwas mehr Uran in seinem Kern aufrechterhalten.

Thermische Masse

Die Kerntemperatur der Erde ist nur etwa zur Hälfte auf radioaktiven Zerfall zurückzuführen. Die Planetenbildung senkt die potenzielle Gravitationsenergie eines Systems ziemlich stark, und ein Großteil der Energie der Entstehung ist einfach nicht übrig geblieben. Wasser und Eis sind passable Isolatoren – vor allem, wenn sie sich meilenweit unter einer Atmosphäre befinden.

Salz

Salz verhindert die Eisbildung. Wenn Wasser verdunstet, hinterlässt es das Salz. Stellen Sie sich vor, ein sehr nasser Planet wäre etwas kälter als die Erde. Immer wenn Oberflächenwasser der Atmosphäre ausgesetzt wird, fällt das verdunstete Wasser an anderer Stelle als Schnee (weil es kalt genug ist, dass reines Wasser gefriert, aber nicht kalt genug, um Salzwasser zu gefrieren).

Was sich entwickelt

Es hört sich so an, als ob alle Kreaturen in Ihrer Geschichte nicht im System heimisch sind, was bedeutet „was immer Sie wollen“. Was einheimische Kreaturen betrifft, würden wir "Pflanzen" erwarten, die Chemosynthese verwenden , ihre Raubtiere und alle Kreaturen von oben, die möglicherweise gefressen werden. Es gibt viele mikroskopisch kleine Organismen, die in verschneiten Umgebungen wachsen. Es wäre schwierig, Stickstoff- und Phosphorkreisläufe auf der Oberfläche eines eisigen Ozeankugelplaneten zu haben.

Wenn Sie interessantere Kreaturen suchen, die sich durch Fotosynthese entwickeln, ziehen Sie einen Planeten mit einem Äquatorstreifen in Betracht, der tagsüber schmilzt, oder Felsenberge, die sich über die eisigen Ebenen erheben.

Wenn Sie unten mehr fressen möchten, ziehen Sie einen Gasplaneten mit einem Aero-Biomm oben und einem Ozean unter seiner Eiskruste in Betracht.