Wie viel Schwefelsäure ist auf der Venus?

Laut Wikipedia befinden sich in der Atmosphäre der Venus nur 150 ppm Schwefeldioxid und 20 ppm Wasser. Gleichzeitig ist bekannt, dass sich in den Wolken eine beträchtliche Menge Schwefelsäure befindet. Die Wolken der Venus bestehen aus konzentrierter Schwefelsäure, wenn ich das richtig verstehe. Dies würde darauf hindeuten, dass die Menge an Schwefelsäure auf der Venus höher sein sollte als die Menge an Wasser (sonst würde Schwefelsäure das Wasser absorbieren, da sie stark hygroskopisch ist).

Auch wenn die auf Wikipedia zitierten Daten aus einigen spektrographischen Messungen stammen, kann dies durch eine gewisse Verzerrung beeinflusst werden: Über den Wolken gibt es wahrscheinlich eine viel geringere Konzentration von Schwefelsäuredämpfen als unter den Wolken.

Ich frage insbesondere nach möglicher Besiedlung und lokaler Ressourcennutzung auf der Venus. Zwei der limitierenden Substanzen sind Wasser und Wasserstoff, und noch viel mehr H 2 S Ö 4 wäre als Quelle sowohl für Wasserstoff als auch für Wasser hilfreich.

Genauer gesagt mit der Frage. 20 ppm Wasser bedeutet 9.6 × 10 fünfzehn  kg  H 2 Ö insgesamt (die Masse der Atmosphäre der Venus beträgt 4.8 × 10 20  kg ). Gibt es weniger oder mehr Schwefelsäure?

Nur für den Maßstab ... die Menge verschiedener Kohlenstoffquellen auf der Erde folgt:

 CO2 in Earth atmosphere     0.810e+15 kg
 Earth coal reserves         0.9e+15 kg (proven recoverable)
 Earth biosphere             1.9e+15 kg 
 CO2 in Earth sea water     36e+15kg

Antworten (2)

Zunächst einmal danke an @Robert Walker, der uns in seinem Kommentar zur anderen Antwort über diese Dissertation von Yeon Joo Lee informiert hat.

In diesem Artikel auf Seite 14 sehen wir Abbildung 1.3 mit der vertikalen Struktur der Wolkenschichten der Venus mit Massenbelastungsprofilen.

Aus dieser Abbildung können wir eine Wolkenschicht in etwa 48 bis 50 km Höhe mit einer Massenbelastung von ungefähr 80 mg/m erkennen 3 .

In 50 bis 54 km Höhe ergibt sich eine Massenbelastung von etwa 10 mg/m 3 und von 54-66 km schätze ich eine mittlere Massenbelastung von etwa 2 mg/m 3 geeignet wäre.

Alle diese Massenbelastungen aus den 3 genannten Schichten zusammen ergeben eine etwa 2,8 km dicke Schicht mit einer Massenbelastung von etwa 80 mg/m 3 .

Um das Volumen dieser angenommenen Schicht zu berechnen, verwenden wir die Oberfläche der Venus, die 4.6.10 beträgt 1 4 m 2 und vergrößern Sie diesen Bereich auf 5.10 1 4 m 2 für die Schicht.

Dementsprechend beträgt das Gesamtgewicht der Tröpfchen in dieser Schicht :
5,10 1 4 m 2 x 2.8.10 3 mx 8.10 − 5 kg/m 3 = 11.2.10 1 3 kg.

Angenommen 80 % von H 2 ALSO 4 in diesen Tröpfchen ergibt insgesamt etwa 9,10 1 3 kgH 2 ALSO 4 .
Laut Frage ist die Gesamtwassermenge 9,6 x 10 1 5 kgH 2 Ö

Also viel weniger Schwefelsäure als Wasser!

Bearbeiten: Laut dem Kommentar von @David Hemman unten bedeuten die 20 ppm einen Bruchteil von 20 Mol Wasser zu einer Million Mol hauptsächlich CO 2 Gas, also muss die Zahl in der Frage mit 18/44 multipliziert werden , was insgesamt ergibt 3,93 × 10 fünfzehn kgH 2 O stattdessen.

Es sollte beachtet werden, dass Wasserdampfmessungen durch Eintrittssonden unter den Wolken widersprüchliche Ergebnisse geliefert haben, dass sich jedoch ein Konsens in Bezug auf ein Mischungsverhältnis von 30 +/- 10 ppm herausgebildet hat , das im gesamten Bereich von 0 bis 45 km ungefähr konstant ist. ( Zusammensetzung der Atmosphäre der Venus unter den Wolken, Kapitel 9 )

Somit wäre die Gesamtmenge an Wasser in der Atmosphäre der Venus: 5.9 × 10 fünfzehn kg.

Kein Downvote, aber nah dran. Diese Antwort geht davon aus, dass der 20-ppm-Wert im Wikipedia-Artikel korrekt ist und in der gesamten Venusatmosphäre gilt. Die Frage geht auch davon aus, dass die 20 ppm eher nach Masse als nach Volumen sind. Wenn die 20 ppm auf das Volumen bezogen sind (was typisch ist), bedeutet dies allein mehr als die Hälfte der Wassermasse in der Atmosphäre der Venus.
Mikromol pro Mol entspricht ppmv (parts per million, nach Volumen). Es ist definitiv nicht dasselbe wie Teile pro Million nach Masse.
@DavidHammen Ein Mol Wasser hat die Avogadro-Zahl der Moleküle und eine Masse von etwa 18 Gramm. Ich sehe keinen Zusammenhang mit der Lautstärke.
@DavidHammen Ah, jetzt habe ich es. Die Moleküle von Wasser und CO2 sind gleichmäßig gemischt, daher müssen die ppm mit der Masse Wasser pro Mol multipliziert und dann durch die Masse CO2 pro Mol dividiert werden. Danke, ich werde meine Antwort ändern.

OK, also habe ich etwas gefunden, das die Frage mehr oder weniger beantwortet. Präsentation Aerosols and Clouds on Earth and Venus von Owen Brian Toon vom Department of Atmospheric and Oceanic Sciences und Abstract von BEYOND SULFURIC ACID – WHAT ELSE IS IN THE CLOUDS OF VENUS?

Kurz gesagt, die Dichte der Wolken beträgt etwa 1-50 m g / m 3 der flüssigen Phase. Wolken werden von 75-90% gebildet H 2 S Ö 4 . 6 × 10 13  kg  H 2 S Ö 4 wird jedes Jahr durch photochemische Prozesse hergestellt.

Aber es beantwortet immer noch nicht genau, wie hoch der Gesamtbetrag ist.

Beantwortet nicht Ihre ursprüngliche Frage, sorry, aber nur um zu sagen, dass es in den Wolken viel dichter ist. Unter der Annahme, dass die Tröpfchen, die die Wolkenschicht bei 60 km bilden, aus Schwefelsäure bestehen, dann sind es schätzungsweise 0,1 Gramm pro Kubikmeter für die dichteste Schicht bei 48,5 km, was im Vergleich zu Nebelwerten auf der Erde von 0,05 g/m3 günstig ist das untere Ende der Dichte von Cumulonimbus (Gewitterwolken) bei 0,1 - 0,3 g/m3. Siehe Seite 14 dieser Arbeit: mps.mpg.de/phd/theses/…
@RobertWalker Dank dir konnte ich die Frage beantworten!
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