Wie man die Sandtiefe eines Wüstenplaneten maximiert

NB: Es gibt eine verwandte Frage – Welche Art von Planet könnte riesige Sandwürmer haben? – aber hier geht es speziell um den Sand. Riesensandwürmer wären übrigens toll .

Unter der Annahme eines terrestrischen Planeten mit einer trockenen Atmosphäre (die Zusammensetzung ist unwichtig, es sei denn, andere Bedingungen hängen davon ab), einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur über dem Gefrierpunkt und allen anderen Bedingungen, die erforderlich sind, damit die Wüstenbildung bis zu dem Punkt fortschreitet, an dem ihr Status als trockener "Wüstenplanet" nicht Stellt sich die Frage, welche Bedingungen sind erforderlich, um die Tiefe des Sandes in der planetenumspannenden Wüste zu maximieren?

Hier auf der Erde wurde in der Sahara eine Sandtiefe von 43 Metern gemessen, während Dünen in der Namib bekanntermaßen eine Höhe von bis zu 100 Metern erreichen (mit einer maximalen mittleren Tiefe von 30 Metern für den umgebenden Sand). Mesozoische und paläozoische Ergs wurden Berichten zufolge in Hunderten von Metern Tiefe (Mittelwert) gemessen, aber es wurde vermutet, dass dies Sequenzen von Ergs gewesen sein könnten, die im Laufe der geologischen Zeit migrierten und sich stapelten. (Quelle: Aeolian Sand and Sand Dunes, S. 155 ) Wenn Hunderte von Metern auf einem Planeten mit riesigen, flüssigen Ozeanen und Bergen wie dem Himalaya erreichbar sind, könnte ein Wüstenplanet dann Dünenmeere von Dutzenden Kilometern Tiefe aufweisen?

(Es gibt wahrscheinlich eine Obergrenze dafür, wie viel Sand-auf-Sand-Druck ausgehalten werden kann, bevor der tiefste Sand zu versteinern oder zu diagenisieren beginnt und aufhört, Sand zu sein, aber ich konnte nicht finden, was das ist.)

Planetenzusammensetzung, Masse, Größe, Oberflächengravitation, Sternelternteil, Alter usw. können nach Bedarf innerhalb der obigen Annahme modifiziert werden. Die beste Antwort wäre in der Lage, planetare Eigenschaften zu spezifizieren, die wahrscheinlich Wüsten hervorbringen, die tiefer sind als andere Kombinationen von Eigenschaften.

Ich denke, Sie haben Recht Sand auf Sanddruck wird Sandstein in ausreichender Tiefe (und Temperatur und Zeitdauer) erzeugen. Die Anpassung der Planetenmasse könnte dramatische Auswirkungen haben. Ein Sandball mit 500 Meilen Durchmesser hat wahrscheinlich nicht genug Schwerkraft, um Sandstein zu erzeugen, zählt das?
Würde sich ein 500-Meilen-Sandball als terrestrischer Planet qualifizieren, eine Atmosphäre unterstützen usw.?
Vielleicht ist es erwähnenswert, dass die meisten Wüsten wirklich nicht so sandig sind, es ist nur so, dass sich vom Wind verwehter Sand eher in Dünen ansammelt, anstatt von der Vegetation fixiert zu werden. Hier ist ein Beispiel für eine Düne, die 180 m hoch ist: en.wikipedia.org/wiki/Sand_Mountain_(Nevada) Beachten Sie, dass die Umgebung viele Meilen/km lang Wüste ist, aber nicht besonders sandig.
Muss Ihr "Sand" Sand sein oder kann er aus leichteren/gröberen Materialien bestehen? Exotische Kohlenstoffstrukturen?
@jamesqf Echte Wüsten sind nicht nur / alles Sand, richtig, aber Ihr typischer Science-Fiction-Wüstenplanet ist in erster Linie dafür bekannt, sandig zu sein. Das heißt, wenn die maximalen Tiefenbedingungen bedeuten, dass x% der Oberfläche nicht sandig sind, liegt dies im Bereich.
@DWKraus Wenn es wie Sand aussieht und sich verhält und die anderen Bedingungen erfüllt sind, würde ich sagen, es ist Sand.
Ich frage mich, ob Ihre Sandwürmer eine Schicht aus riesigen biologisch hergestellten Fullerenen wie Kohlenstoffnanoröhren als äußere schützende Hautschicht haben könnten. Mit der Zeit konnte sich im Sand Schuppen bilden, und wenn sie enzymatisch nicht aufgebrochen werden konnte, konnte sie sich in der Umwelt ansammeln, wie weggeworfener Plastikmüll oder Bäume in der Karbonzeit. Ich bin aber kein Experte für Fullerene. Viel leichter als Sand, schätze ich. Ich bin mir nicht sicher, welche anderen Eigenschaften es benötigen würde.
@rek: Ich schlage vor, dass Ihr SF-Planet etwas wissenschaftlicher ist :-) Zum Beispiel werden Sie auf einem Planeten, der vollständig aus Wüste besteht, wie zum Beispiel dem Mars, nicht viel über Mikroben erfahren.
@jamesqf Das Leben der Ureinwohner liegt außerhalb des Geltungsbereichs, also ist das eigentlich in Ordnung. Aber wenn es üppige grüne Oasen von der Größe Grönlands oder kontinentale Weiten aus nacktem Fels gibt, ist es gut, solange sie dazu beitragen, die maximale Sandtiefe zu rechtfertigen.
@rek: Mein Punkt ist, dass man, um Leben zu haben (jenseits von chemosynthetischen Bakterien usw.), eine Art Photosynthese benötigt, damit man das Äquivalent des Kohlenstoffkreislaufs der Erde hat.

Antworten (4)

Mehrere Schritte.

  1. Hydrologisch aktiver Planet wie die Erde oder der alte Mars. Landschaftsformen werden abgetragen und vom Wasser zu großen Sedimentbetten aus Sand abgelagert. Alte Sedimentschichten auf der Erde können viele Kilometer tief sein.

  2. Etwas ändert sich auf diesem Planeten. Vielleicht verändert ein Beinaheunfall die Umlaufbahn des Planeten in eine exzentrische, so dass er sich seinem Stern nähert und dann weit draußen. Oder es wird durch die Gezeiten an seinen Stern gebunden.

  3. Wasser geht weg. Vielleicht durch Hitze, die es in den Weltraum treibt? Oder der Sonnenwind, der es aus der Atmosphäre streift, wie es beim Mars passiert ist? Vielleicht steigt das Wasser in den Planeten hinab. Ohne Wasser werden Sandkörner nicht in Sandstein einschließen.

  4. Es wird kalt. Ich dachte, die Venus würde wegen der dichten Atmosphäre und der starken Winde viel Sand haben, aber anscheinend nicht. Die Hitze neigt dazu, es zu verschmelzen. Auch die Venus hatte schon sehr lange kein Wasser mehr. Der Mars hat viel Sand. Es ist kalt. Titan hat am meisten. Es ist ernsthaft kalt.

  5. Starke Winde halten den Sand in Bewegung. Die Winderosion trägt die großen Sandablagerungen aus den alten Feuchtepochen auf und bläst Sand gegen Sandsteine, um mehr Sand zu erzeugen.

  6. Starke Winde sind sehr intermittierend. Sehr gelegentlich – vielleicht während eines Teils der exzentrischen Umlaufbahn – gibt es gewaltige Winde, die den gesamten Sand in die Atmosphäre aufwirbeln und mehr aus den alten Reservoirs erzeugen. Dann beruhigt sich alles wieder, bevor sich der Sand zu Staub auflöst.

Wenn Sedimentgesteine ​​mehrere Kilometer tief werden, haben sie sich bereits verfestigt. Sie können nicht das Wasser haben, um die Erosion und den Transport zu verursachen, und nicht das Wasser haben, um die Sandsteinbildung zu verhindern.
@KeithMorrison - richtig, genau so. Aber Sandstein ist der äolischen Verwitterung zurück zu Sand zugänglicher als Granit. Ich wollte große Sandsteinreservoirs.
Das Problem ist, dass Sie auf den Mars schauen und sehen können, dass es nicht passiert.
@KeithMorrison - interessante Sachen über Dünen hier als Mars. hou.usra.edu/meetings/dunes2015/pdf/8031.pdf . Der Mars hat möglicherweise nicht genug Sand und seine dünne Atmosphäre sorgt für eine geringe kinetische Windenergie.
Ich dachte, Venus hätte viel Wasser... in Form von schmelzend heißem Dampf.
@JoeBloggs - nein; Wasser auf und ging. Ging in den Weltraum! Schauen Sie sich die coole Grafik zu dieser anderen Idee an, die zeigt, welche Gase bleiben und welche gehen. worldbuilding.stackexchange.com/questions/184571/…
@ Willk: Cool! Schöne Grafik, das.

Wenn Sie eine Sandsäule von 10 km Tiefe und einem Quadratmeter hätten, hätte sie, wenn man die wachsende Dichte ignoriert, die durch das Gewicht über dem Komprimieren des Sandes in der Säule selbst verursacht wird, eine Masse von etwa 1600 Kilo pro Kubikmeter, also insgesamt 16 Millionen Kilogramm pro Quadratmeter. Unter der Erdanziehungskraft ist das ein Druck von etwa 157 Megapascal (der tiefste Teil des Ozeans erreicht 108 MPa).

Das ist eine Menge. Sie werden keine großen Organismen wie Sandwürmer bekommen.

Jetzt beginnt sich realistischerweise Sandstein höchstens in einer Tiefe von einigen hundert Metern zu bilden, abhängig vom Wasserfluss und den zum Zementieren verfügbaren Mineralien. In der Tiefe, von der du sprichst, beginnst du in Metamorphose-Zuständen. Also, nein, Sie werden keinen losen Sand in ein paar Kilometern Tiefe haben.

Sie meinen also einen Planeten mit geringerer Schwerkraft? Oder eine mit viel weniger Wasser?
Wenn es viel weniger Wasser gibt, was erodiert dann das Gestein zu Sand und transportiert es in Becken?

Ich denke, man braucht einen Planeten, der kleiner als die Erde ist. Auf diese Weise entweicht die Wärme des Kerns schneller und es gibt weniger Schwerkraft. Auf diese Weise kann sich der Sand nicht zu Sandstein verdichten, und der Planet muss ausreichend alt sein. Und die geringe Schwerkraft würde es auch ermöglichen, dass sich Sanddünen höher stapeln, ohne einzustürzen. Oh, und starke Winde, die Stein zu Sand zermahlen, und eine Wasserregion in der Nähe haben, da diese mit Sicherheit bei der Erosion helfen werden. Und die Sandwürmer, die große Felsbrocken abbauen, würden auch dazu beitragen, den Sand zu erodieren.

speziell mit dem Sand beschäftigt. Riesensandwürmer wären übrigens toll.

Sie könnten den Ansatz verwenden, der auf Arrakis (Dune) verwendet wurde. Die Sandwürmer leben nicht nur IM Sand, sondern sie machen mehr Sand, indem sie darin leben.

Genauso wie Regenwürmer in fruchtbarem Boden leben, aber durch das Leben dort das Ausmaß des fruchtbaren Bodens erhöhen.

Ohne etwas, um den Sand umzuwälzen, auf darunterliegende Felsen zu schlagen, Felsvorsprünge abzuschleifen, ist die einzige Sandquelle die Oberflächenverwitterung. Das ist sowohl langsam als auch in seinem Umfang sehr begrenzt. Und ja, über Jahrtausende ungestörter Tiefensand könnte sich in Sandstein verwandeln.

Die Würmer liefern neuen Sand und wirbeln den Tiefensand auf und halten ihn in Partikelform. (Tatsächlich bilden die Junior-Sandwürmer in Dune auch Barrieren, um zu verhindern, dass Wasser in den Sand eindringt, und halten ihn schön und trocken.)