Was würde im Kern einer Wasserwelt passieren?

Für Planeten von der ungefähren Größe der Erde würden Sie Eis VII, X oder XI finden. Möglicherweise sogar flüssiges Wasser, das als überkritisches Fluid vorliegt.

Dies ist eine überraschend schwierige Frage und hängt vom Radius und der Masse des betreffenden Wasserplaneten ab. Ein Wasserplanet mit erdähnlicher Masse hätte definitiv keinen erdähnlichen Radius, und es ist schwierig, genau zu sagen, wie sein Radius genau wäre, weil Wasser mit so vielen verschiedenen kristallinen Strukturen bei unterschiedlichen Temperaturen / Drücken so verdammt seltsam ist.

Werfen Sie einen Blick darauf (und beachten Sie die logarithmische Natur der Y-Achse und den moderaten abgedeckten Temperaturbereich):

^{Von Cmglee - Eigene Arbeit, CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14939155}

Jede markierte Region in diesem Diagramm hat unterschiedliche strukturelle Eigenschaften. Als Referenzpunkt wird der Druck im Kern unseres Planeten auf etwa 330–360 Gigapascal geschätzt. Da die Erde aus viel dichterem Material als Wasser besteht, können wir dies wahrscheinlich als bequeme Obergrenze für den Innendruck einer Wasserwelt mit Erdradius annehmen. Wie Sie aus dem Phasendiagramm sehen können, wäre Wasser bei diesem Druck Eis X (unter der Annahme einer moderaten Temperatur, was eine schlechte Annahme im Kern eines Planeten ist, aber dies sind die Daten, die ich finden konnte), unterschieden von Eis I–IX durch seine neuartige kristalline Struktur. Tatsächlich sind Eis VII, X und XI die einzigen, von denen dieses Diagramm nahelegt, dass sie im Kern eines Planeten existieren könnten (der wiederum sehr heiß und unter großem Druck stehen würde). Auch die Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des Wassers geht mit steigenden Temperaturen zu höheren Drücken über. In einer besonders heißen und kleinen Welt könnte man im Kern einfaches altes flüssiges Wasser finden, oder wahrscheinlicher Wasser, das als überkritische Flüssigkeit existiert.2

Es wird angenommen, dass Wasser bei noch höheren Drücken, weit über 1000 Gigapascal, metallische Eigenschaften annehmen würde. Damit das in seinem Kern auf natürliche Weise zustande kommt, bräuchte man jedoch eine wirklich massive Wasserwelt, die sich vielleicht der Grenze der Sternfusion nähert. Es wird angenommen, dass Jupiter einen Innendruck von über 3000 Gigapascal hat, aber Jupiter enthält einige Materialien, die wesentlich dichter sind als experimentell nachgewiesene Wasserphasen, und ist, wie Sie wissen, ziemlich groß. Darüber hinaus erwartet mindestens eine theoretische Vorhersage bezüglich der metallischen Phase von Eis, dass sie nur bei Drücken über 5000 Gigapascal auftritt. (Allerdings erwarten diejenigen, die gemäßigtere Theorien vertreten, die es näher an 1000 Gigapascal setzen, tatsächlich, dass metallisches Eis innerhalb des Jupiter existiert.) Diese Seite ( http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_phase_diagram.html) enthält umfangreiche Informationen zu Wasserphasen, einschließlich eines umfassenderen Phasendiagramms, das Wasser als überkritische Flüssigkeit und die metallische Phase von Eis enthält, obwohl letztere nur theoretisch ist.

Die Möglichkeit, den Kern zu durchqueren, können Sie so gut wie vergessen. Es ist schwer vorstellbar, genug Handwavium zusammenzubringen, um einem menschlichen Körper zu helfen, Drücke in der Größenordnung von 100 Megapascal oder mehr zu überleben. Selbst wenn man einen autonomen Drohnen-Core-Explorer betrachtet, sieht es nicht gut aus. Bei einem festen Kern aus exotischem Eis VII, X oder XI würde das überkritische flüssige Wasser beim Graben sofort in jedes Loch fließen, das Sie gegraben haben, und in der der Tiefe entsprechenden Eisphase gefrieren, wodurch Ihr Fortschritt gestoppt wird. (Einige exotische Eissorten sind jedoch bei anderen Temperaturen und Drücken als denen, bei denen sie entstehen, metastabil. Wenn Sie also exotische Eissorten benötigen, können Sie sie möglicherweise mit einem Handwavium-Bagger abbauen.) Sogar das Durchqueren der überkritischen Flüssigkeit wäre möglich eine interessante technische Herausforderung, da überkritische Flüssigkeiten, nun ja, irgendwie komisch. Wir verwenden tatsächlich überkritisches Wasser, um gefährliche Abfälle schnell zu oxidieren3 , die andernfalls im Maßstab unserer Zivilisation für immer bestehen bleiben würden, also viel Glück beim Tragen einer Opferanode, die stark und groß genug ist, um dies auszugleichen.

Es wird spekuliert, dass es sich nur um Eis und komprimiertes Wasser handeln würde (anders als Eis):

„Ihre Abgründe wären so tief und dicht, dass der Druck selbst bei hohen Temperaturen das Wasser in Eis verwandeln würde. Die immensen Drücke in den unteren Regionen dieser Ozeane könnten zur Bildung eines Mantels aus exotischen Eisformen führen.“