Wie würden Ozeane aus überkritischem CO2 auf Venus-ähnlichen Exoplaneten aussehen / sich verhalten?

Sind überkritische CO2-Ozeane möglich? Das hängt davon ab, wie Sie "Ozean" definieren, aber ja. Um sie flüssiger zu machen, ist nur eine kühlere Umgebung erforderlich, die leicht mit einer venusähnlichen Welt zu erreichen ist, die zufällig etwas weiter von ihrer Sonne entfernt ist als die Venus.

Wie würde es sich verhalten? Das hängt davon ab, wie flüssig es wird. Es gibt zwei nicht sehr interessante Fälle:

1. Sie beginnen bei niedrigen Temperaturen und hohen Drücken. Mit zunehmender Höhe geht das Fluid glatt in den definitiv flüssigen Bereich über und überquert dann die Flüssigkeits-Gas-Phasengrenze. Das würde genauso aussehen wie jeder andere flüssige Ozean.
2. Sie beginnen bei höheren Temperaturen und gehen in höheren Lagen sanft in das definitive Gasregime über. So sieht die Venus aus. Es gibt keinen klaren Übergang, der eine von der Atmosphäre getrennte Ozeanoberfläche markiert. Wenn in dem hochdichten Lösungsmittel nahe der Oberfläche Leben existiert, steht es vor einer verschwommenen Höhengrenze, an der das Aufwärtsschwimmen dazu führt, dass Ihre Biochemie kontinuierlich etwas weniger gut funktioniert, bis zu der Grenze, an der alle Ihre Makromoleküle aus der Lösung kommen.

Die interessanten Fälle treten nahe am kritischen Punkt auf . Die Umweltauswirkungen einer solchen Umgebung werden in Hal Clements treffend benanntem Roman Close to Critical untersucht , obwohl die Welt von Tenebra in diesem Roman eher eine Atmosphäre aus überkritischem Wasser als aus überkritischem CO2 hat. Wenn Sie dafür sorgen können, dass die mittlere Temperatur-Druck-Kurve direkt oder sehr nahe am kritischen Punkt verläuft, erhalten Sie:

1. Eine Meeresoberfläche vom sehr variablen Typ, die manchmal aussieht und sich wie eine normale Flüssigkeitsoberfläche verhält, manchmal einfach vollständig verblasst und dazwischen kritische Opaleszenz zeigt , was zu lichtblockierenden "Wolken" führt.
2. Eine Meeresoberfläche, die sich im Laufe des Tages bewegt, je nachdem, wie viel Wärme sie bekommt; Die Grenze zwischen Flüssigkeit und Opaleszenz sollte nachts steigen und tagsüber fallen, ähnlich wie Meeresgezeiten, aber aufgrund von Positionsverschiebungen in einem Phasenübergangsdiagramm und nicht aufgrund von Gravitationswechselwirkungen.
3. Riesiger "Regen"; Wenn Teile der Atmosphäre nahe der Grenze zu Flüssigkeit kondensieren, fallen sie nicht sehr schnell, da sie fast die gleiche Dichte wie das umgebende gasähnliche Medium haben. Daher können "Regentropfen" am Ende lächerlich groß werden und eine potenzielle Gefahr für Kreaturen darstellen, die am Ende durch sie laufen / schwimmen könnten.

Das Problem mit der Überkritikalität ist, dass Sie aufgrund der Umstände, unter denen sie entsteht, jede klare Unterscheidung wie "Flüssigkeit/Gas" verlieren, wie Sie es an der Oberfläche eines herkömmlichen Ozeans bekommen könnten. Stattdessen erhalten Sie einen sanften Anstieg der Dichte und Viskosität von den Gasphasenteilen der Atmosphäre in die überkritischen Teile, wie ein Nebel, der immer dicker und dicker wird. Wenn das betreffende Material unter höherem Druck als Flüssigkeit existieren kann, setzt sich der fließende Übergang fort und wird dicker und zähflüssiger, bis Sie schließlich in etwas enden, das eindeutig flüssig erscheint. Das wird zum Beispiel bei heißen, nassen überirdischen Welten passieren, aber ich glaube nicht, dass Sie auf venusähnlichen Welten flüssiges CO2 bekommen werden.

Sie werden daher keine "Ozeane" aus überkritischer Flüssigkeit haben ... nur Bänke aus dicken, nebligen "Wolken", die sich schnell ergießen und sich in tief liegenden Gebieten niederlassen.

Wie es aussieht , You Tube hat einige nette Videos von überkritischen Übergängen, wie dieses . Es ist interessant, den laufenden Übergang zu beobachten, aber ich füge einen möglicherweise relevanten Screenshot hinzu:

Ab 1'48" in das oben erwähnte Video ... das zeigt fast , worauf ich wirklich gehofft hatte. Es gibt flüssiges CO ₂ am Boden (das klar ist und etwas dunkles Material dahinter zeigt) und (glaube ich) hauptsächlich Gasphase an der Spitze (die auch klar ist und etwas leichtes Material dahinter zeigt) und das Bit dazwischen ist etwas undurchsichtiges und turbulentes überkritisches CO _2. Sie können sehen, dass es sowohl auf der Luftseite als auch auf der Luftseite ein wogendes wolkenartiges Merkmal bildet die flüssige Seite und zeigt, wie leicht klare Grenzen in solchen Situationen verschwinden können.

Ist also eine Exo-Venus mit wahren Ozeanen aus überkritischem CO2 plausibel?

Vielleicht? Wir wissen schließlich nicht wirklich viel über die Entstehung von Planeten.

Wie würde das Meer visuell aussehen?

Langweilig, wolkig und grau. Und es wäre kein Ozean, eher eine Nebelbank.

Das nächste Phänomen könnte das irdische "Wolkenmeer" sein

(Bildquelle: _tiffany auf flickr).

Beachten Sie die schlecht definierten Kanten und die wogende Oberfläche.

und chemisch?

Was bedeutet das? Wie, das Zeug darin aufgelöst? Vermutlich sehr vertikal geschichtet, aber ansonsten könnte es alles Mögliche sein. Wirklich zu breit, um hier zu antworten.

Würden die Ozeane und Küsten seltsam erdähnlich aussehen oder wäre die Oberfläche ein blubberndes Durcheinander von „Seifenblasen“?

Langfristige Exposition gegenüber überkritischem CO ₂ kann möglicherweise Oberflächenerosion verursachen, da Sie immer noch Äquivalente von Wind und Wellen darin haben. Keine massive zerstörerische mechanische Wellenbewegung (dafür sind die Dichteübergänge zu glatt), sondern langsame Sedimentation unter der Schwerkraft und gekräuselte Landformen aufgrund von "Wind" / "Strömungs" -Bewegung. Die Küsten scheinen glatt zu sein, nur frische vulkanische Landformen oder Astrobleme zeigen scharfe, komplexe Formen. Ich bin mir nicht sicher, ob Regen wahrscheinlich ist, daher würden Sie wahrscheinlich keine klassischen Landformen vom Einzugsgebietstyp sehen, sodass Gebirgszüge, die durch tektonische Aktivität aufsteigen, eine ganz andere Form haben könnten als terrestrische Landformen, vorausgesetzt, dass "Eis" konnten sich nicht auf ihren Gipfeln bilden.

Welche anderen Chemikalien könnten in diesen Ozeanen gefunden werden? Was löst das flüssige CO2? Werden die Ozeane salzig sein? Sauer oder basisch?

Sie scheinen dort von superzitisch zu flüssig übergegangen zu sein. Wenn Sie "überkritisch" gemeint haben, verweise ich Sie direkt auf die Wikipedia-Seite, von der aus Sie gestartet sind. Es hat einiges über seine Verwendung als Lösungsmittel zu sagen . Ich denke , der Gesamt-pH-Wert scheint wahrscheinlich neutral zu sein. Ich bin mir überhaupt nicht sicher, ob ein überkritisches Lösungsmittel Kochsalzlösung sein könnte ... es scheint möglich. Die oberen Übergangsschichten würden vermutlich nicht viel an gelösten Chemikalien enthalten, aber je tiefer man geht, desto mehr findet man.