Könnte Uranus aufgrund seiner inneren Zusammensetzung und des Mangels an innerer Wärme eine feste Oberfläche haben?
Uranus ist der siebte Planet von der Sonne. Es wird als Eisriese klassifiziert, der im Gegensatz zu einem Gasriesen wie Jupiter oder Saturn hauptsächlich aus Elementen besteht, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind.
Es wird angenommen, dass Uranus einen Mantel aus "Eis" als überkritische Flüssigkeiten (Wasser, Ammoniak und Methan) unter einer Atmosphäre aus molekularem Wasserstoff, Helium und Methan hat.
Eine der bemerkenswerten Besonderheiten von Uranus ist neben seiner axialen Neigung der erhebliche Mangel an innerer Wärme, so dass er nicht mehr Wärme abgibt, als er von der Sonne erhält. Die in der Tropopause gemessene Temperatur beträgt 49 K, was Uranus zum kältesten Planeten im Sonnensystem macht.
Ich fragte mich, was wäre, wenn (da wir nie eine Sonde in Uranus 'Atmosphäre geschickt haben) die Temperatur an dem Punkt, an dem die Atmosphäre dem eisigen Mantel Platz macht, nur auf beispielsweise 200-230 K ansteigt? (Oder haben wir tatsächlich Beweise, die diese Möglichkeit ausschließen?)
Bei diesen Temperaturen bleibt Wasser unabhängig vom Druck in einem festen Zustand. Also begann ich darüber nachzudenken, ob es möglich ist, dass Uranus eine feste Kruste aus Wassereis hat, die auf einem Mantel aus überkritischen Flüssigkeiten schwimmt (im Fall von Wasser hat Eis eine geringere Dichte als überkritisches Wasser, wenn ich ' bin nicht falsch?). Diese Kruste könnte flüssiges Ammoniak enthalten, das wie Wasser auf der Erde einen eigenen Kreislauf hat.
Ich möchte einen künstlerischen Eindruck hinterlassen und habe mich gefragt, ob diese Umgebung, über die ich nachgedacht habe, angesichts des Wissens über die Planetenforschung tatsächlich möglich ist, oder ob meine Vorstellungskraft einfach viel zu weit geht.
Antworten
Tiefer Schnee.
In der Nähe der Oberfläche steht die Wasserstoffatmosphäre von Uranus unter hohem Druck, und obwohl es sehr kalt ist, kann die dichte Atmosphäre eine angemessene Menge an gasförmigem Wasser, Ammoniak, Alkanen und Schwefelwasserstoff enthalten.
Die Menge, die die Atmosphäre aufnehmen kann, hängt von der Jahreszeit und der Temperatur ab. Wenn der Winter kommt, hat die Kühlatmosphäre weniger Kapazität, "gelöste" Substanzen aufzunehmen, und diese fallen als Feststoff aus: Schnee.
Der Beginn des Winters bedeutet starken Schnee auf Uranus, und die starken Winde erzeugen spektakuläre wechselnde Verwehungen. Im Sommer bilden sich die Verwehungen zurück und sublimieren zurück in die wärmende Atmosphäre.
Diese Verwehungen von teilchenförmigem Eis sind selbst farblos, aber auf der Oberfläche von Uranus ist es nicht schwarz und weiß. Die Drifts leuchten mit elektrischer Ladung. Die Wirkung des Windes auf den Schnee erzeugt immense elektrische Ladungen in der knochentrockenen Atmosphäre, aber die schlechte Leitfähigkeit der verschiedenen reinen Eisarten macht es nahezu unmöglich, einen Weg zum Boden für diese Ladungen zu finden. Stattdessen gleicht sich die Ladung wieder mit der Atmosphäre aus. Die spitzen Spitzen der Schneeformationen erzeugen das Feuer von St. Elmo, das in der Wasserstoffatmosphäre Lavendel-, Rosa- und Magentatöne erzeugt.
Möglicherweise ist es eine gute Idee, nur wenige kleine feste schwimmende Inseln in der Atmosphäre von Uranus zu haben, damit eine Raumsonde versucht, eine statt einer festen Oberfläche über dem gesamten Planeten zu landen.
In EE Smiths Triplanetary , Amazing Stories , Jan.-April 1934, und First Lensman (1950) werden vier Kriege mit JOvians erwähnt. Die Erwähnung der Adepten des Nordpolar-Jupiters ließ mich fragen, ob es in der Jupiter-Atmosphäre in der Lensman- Serie eine riesige schwimmende Insel in der Jupiter-Atmosphäre über dem Nordpol geben sollte .
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]
Ich glaube, dass der große rote Fleck auf dem Jupiter einst als riesige feste Insel in der Atmosphäre vermutet wurde. Und möglicherweise ist es für Uranus plausibler, ein atmosphärisches Merkmal zu haben, das kleiner ist als alle, die untersucht wurden und sich als Stürme erwiesen haben, dh eine Art feste schwimmende Insel, als vollständig von einer festen Kruste bedeckt zu sein. Es wird angenommen, dass der Uranus-Dunkle Fleck ein Zyklon von etwa 1.300 mal 2.700 Kilometern ist. Jedes Feature auf Uranus, von dem nicht nachgewiesen wurde, dass es ein Sturm ist, wäre wahrscheinlich viel kleiner als der Uranus Dark Spot, aber möglicherweise groß genug, um interessante Dinge darauf zu haben.
Zweiter Teil: Einige Science-Ficiton-Geschichten mit festen Oberflächen auf den Riesenplaneten.
Es gab einige frühe Science-Fiction-Geschichten, in denen die Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun feste Oberflächen hatten.
Zum Beispiel "The Planet of Doubt" von Stanley G. Weinbaum, Erstaunliche Geschichten , Oktober 1935. Das spielt auf Uranus.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]
Eine andere Geschichte ist "We also Walk Dogs" von Robert Heinlein, Astounding Science Fiction , Juli 1941, in der intelligente Jovianer erwähnt werden, die anscheinend auf einer festen Oberfläche leben.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]
In Isaac Asimovs "Not Final!", Astounding Science Fiction , Oktober 1941, und "Victory Unintentional", Super Science Stories , August 1942,
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]
Dargestellt wurden Jupiter, die auf einer festen Oberfläche lebten.
In James Blishs "Bridge" Astounding Science Fiction , Februar 1952, wurde auf der festen Oberfläche des Jupiter eine Brücke nach nirgendwo gebaut. Seltsamerweise prägte Blish 1952 den Ausdruck "Gasriese" und hätte sich daher des Mangels an fester Oberfläche auf Jupiter bewusst sein müssen.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]
In Poul Andersons "Call Me Joe", Astounding Science Fiction , April 1957, ist eine feste Oberfläche auf Jupiter dargestellt.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]
Und ich kann mir nicht helfen zu denken, dass dies eine der letzten guten Science-Fiction-Geschichten war, die feste Oberflächen auf den Riesenplaneten darstellen. Sicherlich begannen immer populärere Astronomiebücher, die Riesenplaneten im Laufe des 20. Jahrhunderts ohne feste Oberflächen zu beschreiben, was es für Science-Fiction-Fans immer schwieriger machte, solche festen Oberflächen in Geschichten zu akzeptieren.