Die Erde und der Mond verfestigen sich unter einem blaueren Stern, ihre äußeren Schichten verdampfen und brennen weg. Wie sehen sie jetzt aus?

(Dies ist die dritte in einer Reihe von Fragen, beginnend mit In weitere Umlaufbahnen verschoben, um sie zu schützen, wie viel Schaden erleiden Erde und Mond, wenn sich die Sonne ausdehnt? und Wie schnell verfestigt sich die Erdoberfläche nach der roten Riesensonne wieder durch einen anderen Stern ersetzt? )

Die Geschichte bisher:

Um meine vorherigen Fragen zusammenzufassen (und die Antwort von @StarfishPrime auf die erste): Menschen in ferner Zukunft haben versucht, die Erde vor der Zerstörung durch eine expandierende Sonne zu retten, indem sie sie und den Mond in eine weitere Umlaufbahn gebracht haben. Sie brachten sie jedoch nicht in einen ausreichenden Radius, um sie vollständig zu retten. Sie gaben auf und verließen das Sonnensystem.

Eine Gruppe von Außerirdischen, die etwas von der Erde und dem Mond bewahren wollen, damit Wissenschaftler darauf landen und sie untersuchen können, trifft kurz darauf ein und ergreift Maßnahmen. Sie haben einen großen Gasriesen (mindestens so groß wie Jupiter) mit einem soliden felsigen/metallischen Kern gebracht, und indem sie ihn in eine sehr enge Umlaufbahn gelenkt haben, stellen sie sicher, dass er von der Sonne verschlungen wird, wenn er sich ausdehnt. Dies führt schließlich dazu, dass die Stufe des Roten Riesen der Sonne vorzeitig endet, da sie ihre Wasserstoffhülle abwirft. Somit wird es zu einem blau-weißen Unterzwerg vom Typ B , ähnlich wie Kepler-70 .

Trotzdem haben die Erde und der Mond viel Schaden genommen. Zehn Millionen Jahre später trifft eine weitere Gruppe von Außerirdischen ein, um die Ergebnisse zu bezeugen.

Die Hitze und die entweichenden Gase haben die Kruste des Mondes und den größten Teil seines Mantels verbrannt / verdampft und seinen Durchmesser verringert 3500 k M Zu 700 k M . Der Erde erging es besser, ihr Durchmesser wurde um verringert 130 k M . Abhängig davon, wie schnell die zweite Gruppe von Außerirdischen ankommt, kann die Sonne immer noch der blau-weiße Unterzwerg sein oder ein blauer Typ-O-Unterzwerg geworden sein oder sogar über dieses Stadium hinausgegangen sein, um ein weißer Zwerg zu werden.

Und jetzt... die Frage!

Wie sehen Erde und Mond heute aus? Welche Farben scheinen insbesondere ihre Oberflächen zu haben, und hat der Mond auf der erdnäheren Seite neue „Meere“ entwickelt?

Was meine Recherchen vermuten lassen:

Beginnen wir mit einem Diagramm der geologischen Schichten des Mondes - ich denke, es wird helfen, die folgende Argumentation zu verdeutlichen:

Diagramm von https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Moon_Schematic_Cross_Section.svg.  Der Schöpfer, Bryan Derksen, hat es bedingungslos gemeinfrei veröffentlicht, es gibt also keine Lizenzprobleme.

Wenn im Fall des Mondes die geschichteten Schichten seiner Geologie nicht durch die erhöhte Hitze vermischt und homogen gemacht worden wären, wären die weniger dichten Materialien in seiner Kruste und der größte Teil seines Mantels verloren gegangen. Die schwereren Materialien des eisenreichen Kerns wären in die Mitte zurückgesunken und hätten das Pyroxen und den Olivin der untersten Mantelregion (der „Zone der teilweisen Schmelze“) freigelegt Mondmeere/Maria. Aus tieferen Regionen des Mantels stammend, kann es aber auch mit etwas Eisen (silbrig - dunkelgrau) und etwas Schwefel und/oder Eisensulfid vermischt sein. Es könnte auch sein, dass Pyroxen und Olivin weniger gemischt sind und als grüne kristalline Bereiche wieder verkauft werden.

Wenn es im Gegensatz dazu durch das Mischen der Schichten relativ homogen gemacht wurde, könnten wir immer noch erwarten, dass die leichteren Elemente (derzeit näher an der Oberfläche) zuerst verdampfen. Die äußeren Schichten des Mondes sind relativ hell, daher denke ich, dass der neue, kleinere Mond etwas dunkler aussehen könnte.

Das ist jedoch, bevor man die unterschiedliche Wellenlänge des Sternenlichts berücksichtigt, das jetzt von ihm reflektiert wird.

Ich verstehe, dass der Grund dafür, dass sich die Maria nur auf der nahen Seite des Mondes befindet, derzeit nicht bekannt ist, oder dass es zumindest keinen Konsens über eine Theorie gibt.

Im Fall der Erde muss ich wohl noch mehr Unwissenheit vorbringen. Die Atmosphäre könnte der ähneln, die sie hatte, bevor das photosynthetische Leben begann, den Sauerstoffgehalt zu erhöhen (CO_2, Stickstoff, einige andere Gase) oder könnte vielleicht aus Wasserstoff bestehen, einschließlich der von der Sonne abgestoßenen Schichten. Die wiederverfestigte neue Kruste darunter könnte der heutigen Kruste etwas ähnlich sehen und möglicherweise von Ort zu Ort stark variieren. Ohne ein weiteres großes schweres Bombardement wäre meiner Meinung nach nicht viel neues Wasser auf den Planeten gelangt, und mit dem Sauerstoffverlust wäre weniger für den Wasserstoff vorhanden, mit dem er reagieren könnte. Ich denke also, es gäbe keine großen Ozeane mehr, und die Pflanzenwelt hätte sich in so kurzer Zeit auch nicht in irgendeiner Form neu entwickelt.

Vielleicht würde es der heutigen Venus ähneln? Aber mit mehr Wasserstoff, weil das Magnetfeld weiter funktioniert. Und ohne Schwefelsäure in der Atmosphäre hätte es nicht den gelblichen Himmel und die undurchsichtige Atmosphäre der Venus.

( Haftungsausschluss. Wie Sie wahrscheinlich alle schon erraten haben, bin ich kein Geologe! Oder ein Chemiker, was das betrifft. Sie sollten meine Argumentation also mit einer Prise Salz nehmen. )

Quellen:

Weber, RC, Lin, PY, Garnero, EJ, Williams, Q., & Lognonne, P. (2011). Seismische Erkennung des Mondkerns. Wissenschaft, 331(6015), 309-312

Heber, U. (2009). Heiße Zwergsterne. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 47, 211-251. Plus Folien .

Wieczorek, MA, Jolliff, BL, Khan, A., Pritchard, ME, Weiss, BP, Williams, JG, ... & McCallum, IS (2006). Die Konstitution und Struktur des Mondinneren. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 60(1), 221-364.

Und etliche Wikipedia-Seiten.

Ich bin auch kein Profi auf diesem Gebiet, aber vielleicht würde die Erde heute dem Titan ähneln. Titan ist ein Saturnmond, der oft als Analogon zur Urerde bezeichnet wird, als das Leben gerade vor etwa 4 Milliarden Jahren entstanden war. Die Erde ist wahrscheinlich eine kalte Welt mit einer dicken Methan-Stickstoff-Atmosphäre und vielleicht einer Handvoll anaerober einzelliger Organismen. Die Oberfläche wird durch den atmosphärischen Dunst verdunkelt, der vom Weltraum aus als orangefarbene, unscharfe Kugel zu sehen ist (wiederum auf Beobachtungen von Titan zurückgreifend).

Antworten (1)

Diese Antwort enthält zwei Antworten, die in einer zusammengefasst sind. Erst der Mond, dann die Erde.

Der Mond:

Der Mond - kurz:

Viele grüne und schwarze Kristalle, aber wegen der Sonne sehen sie etwas blauer aus als auf der Erde.

Der Mond - vollständig:

Zunächst einmal, obwohl ich sagte, dass die Oberfläche "dem dunkleren Basalt der Mondmeere / Maria ähneln könnte" , wird es nicht wirklich Basalt sein , da der Mondmantel nicht den notwendigen Plagioklas enthält. Es besteht hauptsächlich aus Olivin und Pyroxen.

Auf der Erde wurden einige vulkanische und meteorische Gesteine ​​gefunden, die aus Mischungen dieser beiden Mineralien bestehen. Ich werde das Erscheinungsbild des Mondes auf diesen basieren, da sie mit dem übereinstimmen, was für diese Materialien im Mond selbst zu erwarten wäre. Da die neue Sonne jedoch blauer ist als die alte gelbe Sonne, gehe ich davon aus, dass das Grün bläulicher aussieht als unter unserer Sonne.

Hier ist ein Bild von einem solchen Stein. Allerdings mit etwas Basalt (grau) auch untergemischt:

Bild von https://en.wikipedia.org/wiki/File:Peridot_in_basalt.jpg.  Gemäß den Lizenzbedingungen geht die Anerkennung an den Wikimedia-Benutzer Vsmith (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Vsmith)

Gemäß den Lizenzbedingungen (CC3.0, siehe hier ) geht die Anerkennung für das obige Bild an den Wikimedia-Benutzer Vsmith.

Und hier ist noch eins:

Bild von https://en.wikipedia.org/wiki/File:Peridot_olivine_on_basalt.JPG.  Gemäß den Lizenzbedingungen geht die Anerkennung an den Wikimedia-Benutzer Pyrope (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Pyrope)

Gemäß den Lizenzbedingungen (CC4.0, siehe hier ) geht die Anerkennung für das obige Bild an den Wikimedia-Benutzer Pyrope.

Hier ist noch eine , die ich glaube ich nicht einbetten kann (Lizenzierungsgründe). Dem obigen Bild sehr ähnlich, zeigt es einen Felsen mit grünen Olivinkristallen, schwarzen Pyroxenkristallen und einigen sichtbaren Basaltabschnitten. Ignorieren Sie den Basalt, und Sie haben etwas ganz Ähnliches wie der Mond aussehen wird.

Die Encyclopaedia Britannica liefert einige Informationen über die Farbe von Pyroxen. Wichtig ist, dass dies Folgendes beinhaltet:

Eisenreiche Ferrosilitorthopyroxene reichen von braun bis schwarz.

Eine andere Art von Pyroxen wird als dunkler beschrieben, wenn der Eisengehalt höher ist, also nehme ich Schwarz.

Das Auftreten von Klinopyroxenen scheint variabler zu sein. Es ist schwer zu sagen, aber ich denke, dass ich mit einer grün-schwarzen Färbung sicher bin. Obwohl das ein leichter Zirkelschluss ist, basierend auf den Bildern von Felsen, die ich mir angesehen habe.

Wie ich bereits erwähnt habe, werde ich dies auf tatsächlichen Gesteinen basieren, die auf der Erde gefunden wurden, sodass getrennte grüne kristalline Olivinkristalle und schwarze Pyroxenkristalle sichtbar sein werden. Wikipedia gibt an , dass Olivin auf der Erdoberfläche schnell verwittert, aber ohne Wasser und nur einer sehr dünnen Atmosphäre auf dem Mond wird dies meines Erachtens kein Problem sein.

Olivin ist typischerweise grün und Olivin in Edelsteinqualität wird als Peridot bezeichnet. Es heißt , je mehr Eisen darin enthalten ist, desto tiefer wird der Grünton. Wir sehen eine eisenreiche geologische Schicht, also wird der Olivin sehr dunkelgrün sein.

Ich weiß nicht, wie viel des unteren Mondmantels aus Pyroxen und wie viel Olivin besteht, also werde ich die schwarzen und grünen Kristalle in ungefähr gleichen Mengen aufweisen.

Ich habe festgestellt, dass die exponierte Region der untere Mantel ist, und in meiner Frage angedeutet, dass möglicherweise etwas reines Eisen und / oder Eisensulfid sichtbar ist. Ich bin zu dem Schluss gekommen, dass es in diesem Fall nur relativ kleine Regionen von beiden gibt. Ich kann die Möglichkeit nicht ausschließen, dass das zusätzliche Eisen einfach dazu geführt hätte, dass das Pyroxen eine der eisenreicheren Sorten ist.

Die Erde:

(Bevor Sie dies lesen, lesen Sie bitte den Abschnitt über den Mond. Dieser Abschnitt baut darauf auf.)

Im Falle der Erde stammt das freigelegte Gestein aus dem Mantel. Ob es die Lithosphäre oder die Asthenosphäre ist, spielt keine Rolle - sie haben unterschiedliche mechanische Eigenschaften, aber die gleiche geologische Zusammensetzung, da sie beide Teil des oberen Erdmantels sind.

Wikipedia sagt:

An die Oberfläche getretenes Material des oberen Mantels besteht je nach Tiefe zu etwa 55 % aus Olivin, zu 35 % aus Pyroxen und zu 5 bis 10 % aus Calciumoxid- und Aluminiumoxidmineralien wie Plagioklas, Spinell oder Granat.

Das passt zu den Bildern in meiner Mondantwort - hauptsächlich grüner Kristall mit etwas Schwarz und einer kleinen Minderheit anderer Substanzen. Diese Seite über Amerikas Geologie besagt, dass Gesteine ​​wie die auf dem Bild tatsächlich aus dem Mantel stammen; und Sie können zur weiteren Bestätigung "Mantle Xenoliths" googeln.

Was ist mit der Verwitterung des Olivins? Nun, ohne schweren Asteroidenbeschuss ähnlich dem LHB wird die Erde kein Wasser zurückgewonnen haben. Aber wie der freigelegte Fels mit der Atmosphäre reagieren könnte, weiß ich nicht. Ich denke, die Atmosphäre an diesem Punkt würde wahrscheinlich hauptsächlich aus Kohlendioxid bestehen ( C Ö 2 ) und Distickstoff ( N 2 ) (Quellen: Wikipedia und ein Artikel mit dem Titel "Earth's Earliest Atmospheres" , in dem ich Hinweise auf Wasserdampf einfach ignoriert habe.) Nun ist Distickstoff geruchlos, farblos und bildet etwa 78 % der heutigen Erdatmosphäre . Kohlendioxid ist auch farblos, also denke ich, dass wir die neue Erdoberfläche vom Weltraum aus sehen können.

Distickstoff würde meiner Meinung nach meistens inert sein, aber C Ö 2 kann mit Olivin reagieren. Obwohl es nicht so schnell reagiert, wie wenn Wasser vorhanden wäre. (Quelle: "Mineralische Karbonisierung in Peridotitgestein zur CO2-Sequestrierung und ein Verfahren zur Reduzierung des Austretens von CO2 im Gestein." ). Dito Pyroxen.

Olivin , das kein Eisen und Kohlendioxid enthält, kann zu Magnesiumcarbonat und Siliziumdioxid reagieren (was vermutlich "Quarz" bedeuten würde). Ich bin kein Chemiker, daher weiß ich nicht, ob ich etwas über Eisen ableiten kann -reicher Olivin daraus. Aber viel weniger Olivin des Erdmantels ist eisenreich als das des Mondes, also ist dies für vier Fünftel des Olivins nützlich. Magnesiumcarbonat ist ein weißes Salz,

Pyroxen , das kein Eisen und Kohlendioxid enthält, kann zu Dolomit und Quarz reagieren. Die Menge an Pyroxen ohne Eisen ist auf der Erde wiederum viel höher als auf dem Mond. Dolomitkristalle sind opak weiß. Quarz kommt in mehreren verschiedenen Farben vor, und ich weiß nicht, welche(n) ich erwarten soll. Trotzdem glaube ich nicht, dass die Bedingungen für die Verunreinigungen, die diese Farben verursachen, wahrscheinlich erscheinen, also würde ich denken, dass Weiß / Transparent vorherrscht.

Ich würde also sagen, wir haben eine kleine Minderheit an schwarzem Kristall aus dem eisenreichen Pyroxen und eine größere Minderheit an grünem Kristall aus dem Olivin, ES SEI DENN C Ö 2 reagiert mit beiden. Der Rest des Planeten könnte, je nachdem, wie schnell die Reaktionen aufgetreten sind und über wie viel Zeit, hauptsächlich aus weißem Kristall und Salz oder einem viel weißeren Grün mit einigen verblichenen, ehemals schwarzen oder weißen Bereichen bestehen, die mit grünen Bereichen vermischt sind ... Und wenn die Sonne noch kein Weißer Zwerg ist, sollte das Ganze einen schönen Blaustich haben.

Sehr hübsch! (Wenn meine Argumentation richtig ist.) Gut gemacht, ihr Außerirdischen!

Quellen:

Workman, RK, & Hart, SR (2005). Haupt- und Spurenelementzusammensetzung des abgereicherten MORB-Mantels (DMM). Earth and Planetary Science Letters, 231(1-2), 53-72.

Wieczorek, MA, Jolliff, BL, Khan, A., Pritchard, ME, Weiss, BP, Williams, JG, ... & McCallum, IS (2006). Die Konstitution und Struktur des Mondinneren. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 60(1), 221-364.

Zahnle, K., Schaefer, L., & Fegley, B. (2010). Die frühesten Atmosphären der Erde. Perspektiven von Cold Spring Harbor in der Biologie, 2(10), a004895.

Dabirian, R., Beiranvand, M., & Aghahoseini, S. (2012). Mineralische Karbonisierung in Peridotitgestein zur CO2-Sequestrierung und ein Verfahren zur Reduzierung von CO2-Lecks im Gestein. Nafta, 63(1-2), 44-48.