Wie könnte ein lebenserhaltender Planet mit einem „atmosphärischen Ozean“ existieren?

Schwefelhexafluorid ist sechsmal dichter als die Luft der Erde , aber weitaus weniger dicht als Wasser. Es ist möglich, dass es sich auf einem Planeten mit hoher Schwerkraft und einer kalten und ruhigen Atmosphäre absetzt und das gasförmige Meer bildet, von dem Sie sprechen. Aber es müsste sehr kalt und ruhig sein.

Es gibt ein paar Probleme. Sie sind vielleicht mit Dichtetürmen von Flüssigkeiten vertraut. Flüssigkeitsdichtetürme trennen sich basierend auf der Dichte, aber ihre Trennung wird durch Kohäsionskräfte in der Flüssigkeit zusammengehalten. Sie brauchen Flüssigkeiten, die nicht schnell diffundieren und sich ineinander vermischen. Öl und Wasser tun es. Der Dichteturm, den ich verlinkt habe, verwendet verschiedene Formen von Zuckerwasser (Honig und Maissirup), da sie sehr viskos sind und langsam diffundieren. Es sagt Ihnen auch, dass Sie sehr vorsichtig sein müssen, um Ihre Flüssigkeiten nicht zu rühren oder zu vermischen. Sie werden sich nicht sehr schnell trennen.

Bei Gasen ist die Dichtetrennung theoretisch möglich, aber schwieriger. Gase diffundieren leicht und es gibt keine Kohäsionskräfte, die sie zusammenhalten. Sie haben eine niedrige Viskosität und lassen sich leichter mischen als Flüssigkeiten. Auf der Erde scheidet sich Schwefelhexafluorid nicht aus unserer Atmosphäre ab, obwohl sie viel dichter ist.

Wenn die Temperaturen kälter werden, nimmt die Viskosität zu und die Diffusion ab. Daher ist die Dichtetrennung mit Gasen bei niedrigeren Temperaturen einfacher. Dies wird auf einem Eisplaneten plausibler.

Ein weiterer Faktor ist die Schwerkraft. Damit sich die Gase trennen können, muss der Dichteunterschied den Kampf gegen die Diffusion gewinnen. Wenn die Schwerkraft höher ist, spielt der Dichteunterschied eine größere Rolle. Auf der Erde verwenden wir gelegentlich Zentrifugen , um Isotope in gasförmiger Form zu trennen. Die Spinnzentrifugen simulieren eine sehr hohe Schwerkraft. Die Dichteunterschiede von Isotopen sind gering, sodass eine lange Reihe von Zentrifugen mit sehr hohen Geschwindigkeiten laufen muss, um diesen geringen Unterschied zu überwinden.

Der andere Faktor ist das Wetter. Wenn Ihr Planet Gas abgeschieden hat, kann ein guter Sturm es wieder aufmischen. Wind ist nicht dein Freund.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieser Planet plausibler wird, wenn Sie einen kalten Planeten mit hoher Schwerkraft und ohne heftiges Wetter haben. Auf einem erdähnlichen Planeten trennen sich selbst die schwersten Gase nicht. Ich habe keine Ahnung, wie kalt, mit hoher Schwerkraft oder ruhig Ihr Planet sein müsste.

Ihr hypothetischer Planet klingt im Grunde wie ein Gasriesenplanet. Nur ein Gasriesenplanet, der Leben erhalten kann. Dies könnte eine kühlere Version eines heißen Jupiters sein .

Aufgrund ihrer kurzen Perioden, relativ langen Tage und Gezeitensperre haben sie wahrscheinlich extreme und exotische Atmosphären. Atmosphärische Dynamikmodelle sagen eine starke vertikale Schichtung mit intensiven Winden und superrotierenden äquatorialen Jets voraus, die durch Strahlungsantrieb und die Übertragung von Wärme und Impuls angetrieben werden. Der Tag-Nacht-Temperaturunterschied an der Photosphäre wird als beträchtlich vorhergesagt, ungefähr 500 K für ein Modell, das auf HD 209458b basiert.

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_Jupiter

Die verfügbare Energie auf einem heißen Jupiter deutet darauf hin, dass dies für die Entstehung und Entwicklung von Leben förderlich sein könnte. Es wird jedoch im Allgemeinen eine "heißere" Biosphäre sein als auf einem erdähnlichen Planeten.

Die christliche Bibel hat einen ziemlich faszinierenden Vers in ihrem Schöpfungsbericht, den einige einem „Wasserdach“ zuschreiben, das in der Zeit zwischen Adam und Noah existierte (wobei letzterer berühmt für die größte Flut aller Zeiten war). Ich weiß nicht, wie viele dieser Theorie Glauben schenken (die biblische Schöpfung ist ein umstrittenes Thema für sich), aber sie liefert einige interessante wissenschaftliche Theorien, die sich auf Ihre Wasserwelt beziehen

Viele Kreationisten haben dies einem Wasserdampfdach zugeschrieben, das am zweiten Tag von Gott geschaffen wurde, dem „Wasser über dem Firmament“ (1. Mose 1,7). Diese Theorie besagt, dass eine „riesige Decke aus unsichtbarem Wasserdampf, die für das Licht der Sterne durchscheinend ist, aber einen wunderbaren Treibhauseffekt hervorruft, der von Pol zu Pol milde Temperaturen aufrechterhält und so die Luftmassenzirkulation und den daraus resultierenden Niederschlag verhindert (Genesis 2: 5). Es hätte sicherlich den weiteren Effekt gehabt, schädliche Strahlung aus dem Weltraum effizient zu filtern, die Rate somatischer Mutationen in lebenden Zellen deutlich zu reduzieren und als Folge die Alterungs- und Todesrate drastisch zu verringern.“ (Morris, Henry, Scientific Creationism , 1984, S. 211.) Unter Berufung auf Beweise für eine dichtere Atmosphäre in der Vergangenheit, Morris postulierte, dass diese Dampfschicht den atmosphärischen Druck auf der Oberfläche der frühen Erde dramatisch erhöht haben könnte, was wiederum zu einer gesünderen Umgebung (wie eine natürliche Überdruckkammer) beigetragen hat. Später wäre der Baldachin in Form von Regen zusammengebrochen (die „Fenster des Himmels“ in Genesis 7:11), was zum Flutwasser beigetragen und zu dem dramatischen Rückgang der Langlebigkeit nach der Sintflut geführt hätte.

Ich denke, es gibt Ihnen einige Ideen zum Weltenbau, die zumindest rational Sinn machen

1. Wasser würde etwas Strahlung herausfiltern (sichtbare und andere)
2. Gleichmäßige Wärmeverteilung. Das wäre das ultimative Gewächshaus. Es würde die Entstehung von Stürmen etwas hemmen
3. Längeres Leben? Wir verbringen viel Zeit damit, unserem Körper wieder Feuchtigkeit zuzuführen. Wenn es uns rund um die Uhr umgeben würde, würde es die Gesundheit verbessern? Biblische Berichte sagen, dass Menschen aus dieser Zeit fast 1000 Jahre lebten
4. Regen ist nicht nötig. Ziehen Sie einfach Feuchtigkeit aus der Luft.

Ich glaube nicht, dass eine solche Umgebung das Leben erhalten kann. Möglicherweise wegen:

1. Um ein Gefühl für die Probleme zu bekommen, die der Treibhauseffekt verursachen wird, bedenken Sie diese Tatsache --> Wasserdampf macht nicht mehr als 4% des Atmosphärenvolumens der meisten feuchten Umgebungen aus, macht aber 50-60% des gesamten Treibhauseffekts aus. Sieh dir das an! In Ihrem Fall werden die Ozeane in wenigen Monaten einfach verkochen.
2. Da der Dampf nirgendwohin entweichen kann, steigt der Druck exponentiell an und macht die Atmosphäre zu nichts weniger als einem Schnellkochtopf. Allmählich wird die Atmosphäre genauso wie der Mars verloren gehen, wenn die Erde sie nicht wie die Venus festhalten kann.
3. Die Hitze macht die meisten giftigen Substanzen flüchtig und macht die Atmosphäre für jede Lebensform unwirtlich.
4. Diese Art von Umgebung existiert bereits auf Jupiter und Saturn, also Gasriesen, und es gibt kein Leben auf ihnen.

Das würde ziemlich ausreichen, um alle Lebensformen physikalisch und chemisch zu vernichten, einschließlich "The Tardigrades".

Sie denken an so etwas wie eine überkritische Flüssigkeit . Hal Clement hat dies in Close to Critical getan, und ich denke, die in dieser Antwort beschriebene Welt kommt dem nahe, was Sie wollen.

Ich stelle mir zum Beispiel vor, wie die Gruppe immer tiefer in eine Schlucht hinabsteigt und die Flüssigkeit um sie herum allmählich ihre Zusammensetzung ändert. Es gibt eine formale Ebene, auf die sie sich beziehen, weil das so hoch ist, wie das „Meeresleben“ mit seinem Auftriebsmechanismus der Schwimmblase steigen kann. Das Biom verschiebt sich über diesen Punkt hinaus, aber man kann wirklich nicht sagen, wo das Meer beginnt. Die genaue Höhe variiert mit dem Wetter.

Oben, an „Land“, können Tiere durch die dichte Luft schwimmen, und kriechende Formen müssen mit der hohen Dichte fertig werden (versuchen Sie, unter Wasser zu gehen!). Auf der Wikipedia-Seite erfahren Sie, wie solche Flüssigkeiten im Vergleich zu Gasen und Flüssigkeiten eine mittlere Dichte haben.

Wenn Sie "Alkan" als Ihr interessierendes Gas / Ihre Flüssigkeit betrachten, können Sie dies tun. Alkane breiten sich je nach Temperatur über das Spektrum aus. Bei Erdoberflächentemperatur kann man Seen aus langkettigen "Asphalt"-Kohlenwasserstoffen haben - eine Mischung aus Alkanen unterschiedlicher Länge, die wahrscheinlich in einer Art Gleichgewicht existieren.

Von Richard-Seaman.com

Unterirdische Ölvorkommen sind wahrscheinlich ähnlich, aber mit kürzerkettigen Molekülen, die sich nicht verflüchtigen oder oxidieren können, weil sie im Untergrund festsitzen. Die Seen auf Titan sind kurzkettige Alkane, die flüssig sind, weil sie kalt sind. In einer reduzierenden Atmosphäre (kein Sauerstoff oder Chlor, nur Ammoniak und Wasserstoff) wären die Alkane stabil. Ich kann mir vorstellen, dass Seen aus diesem Material mit der Atmosphäre im Gleichgewicht sind.

Ammoniak wäre auch ein guter Kandidat, entweder allein als Ihr interessierendes Gas oder in dieser Kohlenwasserstoffmischung.

Laufen Sie in Ihre Bibliothek und schauen Sie sich Hal Clements „Close to Critical“ an.

Die Geschichte spielt auf einem Planeten, auf dem die vorherrschende Atmosphäre tagsüber knapp über dem kritischen Punkt des Gases liegt. Nachts kondensiert das Gas zu riesigen Tropfen, die langsam nach unten treiben. Der Meeresspiegel ändert sich über Nacht um mehrere zehn Meter.

Ich denke, Sie können dies mit Wasserdampf im richtigen Temperatur- / Druckbereich tun. Sie befinden sich im Grunde in einem superdichten Nebel, aber das wird eine sehr seltsame Welt, und ich glaube nicht, dass sie dicht genug wäre, um das zu tun, was Sie tun auch nicht tun wollen, jedenfalls nicht auf der Erde.

Sie sprechen von einer Flüssigkeit, nicht von einem Gas, um diesen Effekt zu erzielen. Ich bin mir ziemlich sicher, Mikrotröpfchen, die wie Nebel in der Luft schweben können, Gase vermischen sich zu leicht und trennen sich aufgrund von Unterschieden in der reinen Gasdichte nicht.

Eine Welt würde im Universum der Physik nicht so gut funktionieren wie wir es tun, die Gase, die auf der Erde funktionieren würden, sind entweder zu instabil oder zu stabil, um von Leben, wie wir es kennen, verwendet zu werden, ein Gas-Torus jedoch, insbesondere ein künstlicher Eine könnte funktionieren, weil Sie in Bezug auf die Atmosphäre ein beliebiges Regime einrichten könnten, das Sie wollten / brauchten.