Wie kann mein Titan-ähnlicher Kryoplanet einen klaren Himmel haben?

Ich setze die Biologie und das Ökosystem eines titanähnlichen Kryoplaneten zusammen. Und ich möchte, dass es einen klaren oder fast klaren Himmel anstelle von Titans komplexem Kohlenwasserstoffschleier hat, damit meine auf Ethan basierenden Lebensformen sichtbares Licht für die Photosynthese nutzen können.

Einige planetare Informationen:

  • Magnetfeld etwa zwei Drittel der Stärke der Erde.
  • 120-150 kPa Flächendruck.
  • Atmosphärische Zusammensetzung:
  • 90-95 % Stickstoff.
  • 5-10 % Methan oder Wasserstoff oder eine Mischung.
  • 1-4 % Ethan (durch Verdunstung aus Seen, Meeren und Ozeanen).
  • Spurenmengen (< 1 %) von Sauerstoff oder anderen oxidierenden Gasen oder Flüssigkeiten. Wird von Pflanzen als Abfallprodukt abgegeben.

Welche Verbindungen könnten natürlich oder biologisch entstehen, die als transparente UV-absorbierende Schicht fungieren könnten? Dh ein Ozonschichtäquivalent.

Ist weniger als 1 % Sauerstoff oder ein anderes oxidierendes Gas (bei 120–150 kPa) ausreichend, um eine Ozonschicht zu bilden, die 90–99 % des UV-C- und UV-B-Lichts absorbieren kann? Oder sind höhere Sauerstoffanteile erforderlich?

Könnte Methan auf natürliche Weise reagieren, um transparente UV-C- und UV-B-absorbierende Verbindungen zu bilden, die in ausreichender Konzentration vorliegen würden, um als Ozonschichtäquivalent zu wirken?

Willkommen bei Worldbuilding SE, FutureBoy, und herzlichen Glückwunsch zu einer gut recherchierten Frage. Verzeihung. Sie möchten einer Atmosphäre mit 5-10 % Methan und 1-4 % Ethan 1 % Sauerstoff hinzufügen? Dies könnte eine Brandgefahr darstellen.
Danke. Der Sauerstoff liegt in Konzentrationen von weniger als 1 % vor. Figur, die niedrig genug ist, dass nichts anbrennen würde :)

Antworten (2)

Der gute altmodische Wasserdampf, das ist H2O, wird den Zweck erfüllen. In großen Höhen kann einfallendes UV Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Der Sauerstoff kann wiederum ionisiert werden und Ozon bilden. wird der Wassergehalt der Atmosphäre erhöht, führt dies naturgemäß zur Bildung einer Ozonschicht.

Wenn man bedenkt, dass das OP einen titanähnlichen Planeten mit klarem Himmel haben möchte, lohnt es sich, die Ursache für den trüben Himmel des echten Titan zu betrachten.

Die vom Weltraum aus gesehene orange Farbe muss durch andere, komplexere Chemikalien in kleinen Mengen erzeugt werden, möglicherweise durch Tholin, teerähnliche organische Niederschläge.[13] Es wird angenommen, dass sich die Kohlenwasserstoffe in der oberen Atmosphäre von Titan in Reaktionen bilden, die aus der Auflösung von Methan durch das ultraviolette Licht der Sonne resultieren und einen dicken orangefarbenen Smog erzeugen.

Dies deutet darauf hin, dass die Annahme, dass Methan als UV-Absorber wirken kann, um den Himmel klar zu halten, nicht funktioniert. Tatsächlich macht Methan, das UV absorbiert, den Himmel über Titan mit Smog gefüllt.

Damit sind wir wieder beim Wasserdampf und seiner Fähigkeit, eine Ozonschicht zu bilden.

Schöne Antwort, aber bei titanischen Temperaturen wäre Wasser fest gefroren. Also müsste etwas, vielleicht Kryovulkanausbrüche, Wassereis-Aerosole in die obere Atmosphäre schleudern. Bearbeitbar ... Trotzdem denke ich, dass eine gasförmige Schicht besser wäre.
Ja, flüssiges Wasser wird fest gefroren. Dies verhindert nicht, dass Wasserdampf in die Atmosphäre gelangt. Wasserdampf ist ein Gas und hauptsächlich freie Wassermoleküle. Eisvulkane sind die einfachsten, um Wassermoleküle in die obere Atmosphäre zu befördern. UV spaltet die Wassermoleküle in der oberen Atmosphäre in Sauerstoff und Wasserstoff. Der Sauerstoff wird zu Ozon.
Vielleicht... Warum passiert das nicht auf Titan?
Gute Frage. Es sieht so aus, als gäbe es sehr wenig Wasserdampf in der titanischen Atmosphäre. Wenn es also auf eurer titanähnlichen Welt einen beträchtlichen Eisvulkanismus (viele Eisvulkane) gab, könnte es genug Wasserdampf geben. Eine geringe Schwerkraft könnte bedeuten, dass Eruptionen höher in die Atmosphäre reichen, als dies auf der Erde der Fall wäre.
Wie viel Kryovulkanismus wäre jedoch erforderlich? Wie viel Eis müsste in die obere Atmosphäre befördert werden?
Ich vermute ziemlich viel. Grundsätzlich muss rückwärts gearbeitet werden. Schätzen Sie die Dichte der Ozonschicht, um UV-photolysierendes Methan zu Tholinen zu blockieren. Dies gibt die Menge an Sauerstoff an, die aus Wasser gebildet wird, das in die obere Atmosphäre ausgestoßen wird. Jetzt wissen Sie, wie viel Wasser aus den Kryovulkanen ausbricht. Tatsächlich wird mehr Wasser ausgestoßen, als die obere Atmosphäre erreicht. Sie müssen auch die Verlustraten von Ozon und seine Wiederauffüllung berücksichtigen.
Weißt du, Pluto hat einen Schleier aus Wassereis. Die führende Hypothese ist, dass Winde Berge sprengen und die Eiskristalle hoch in die Atmosphäre schleudern. Würde wahrscheinlich nicht für einen Planeten mit größerer Schwerkraft funktionieren - Marsgravitation oder höher -, aber vielleicht könnten ein paar riesige Berge (Vulkane?) ähnlich den Vulkanen des Mars funktionieren. Oder vielleicht stratosphärenhohe Ambosswolken von äquatorialen Stürmen …
@FutureBoy Interessante Hypothese über den Plutonischen Wassereisdunst. Pluto hat sich als faszinierender Planet herausgestellt.
Es hat sich wirklich als ein sehr interessanter Planet herausgestellt. Hier ist eine Quelle für die Berghypothese: link Ich frage mich, ob vielleicht noch unentdeckte Kryovulkane auf Pluto stattdessen/zusätzlich den Eisdunst ausstoßen könnten?

Die Photosynthese könnte eine schmale Kerbe im Trübungsspektrum verwenden, wo es transparent ist. Schauen Sie sich die Geschichte der Versuche an, Venus und Titan zu erforschen, um Diskussionen über die Entdeckung solcher Fenster und den Bau passender Instrumente zu erhalten.

Ebenso würden die Augen aller Einheimischen entwickelt, um die Art von Licht zu nutzen, die tatsächlich verfügbar ist.

Beachten Sie, dass der Himmel matt sein kann und kein kohärentes Bild von dem liefert, was sich auf der anderen Seite befindet, aber dennoch eine nützliche Lichtmenge durchlässt. Sie erhalten eher ein allgemeines Leuchten als ein enges Scheinwerferlicht der Sonne.

Titans Dunst absorbiert blaues Licht und hinterlässt nur Rot und etwas Gelb, das durchdringen kann. Ich habe überlegt, dass Pflanzen nahes Infrarot verwenden könnten (das durch den Dunst geht). Wenn ich jedoch diesen Weg einschlage, wäre mein Planet nur ein orangefarbener Ball ohne Merkmale im Weltraum :/
Wie kann mein Titan-ähnlicher Kryoplanet einen klaren Himmel haben?
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