Quelles seraient les conséquences d'une planète terrestre retenant l'hélium dans son atmosphère
J'ai donc fait les chiffres en utilisant la page de la fusée atomique sur la construction du monde et il semble que ma super-terre retiendrait l'hélium gazeux dans son atmosphère depuis sa formation initiale. Quels effets cela aurait-il sur la vie et la planète elle-même? Je ne sais pas non plus combien d'hélium il contiendrait, je ne sais pas quel pourcentage de son atmosphère devrait être de l'hélium. J'espère que ce sont suffisamment d'informations. Ai-je raison de dire que ce serait même encore une super terre et non une mini neptune? Pour plus d'informations, la gravité de la planète est de 1,75 fois la gravité de la Terre, sa masse est de 5,59 masses terrestres et son rayon est de 1,79 celui de la Terre. Sa pression atmosphérique selon la feuille de calcul d'Artifexian sur les atmosphères planétaires est de 1,7 atm.
Réponses
Cela dépend des effets que vous recherchez . En termes de respirabilité, il n'y en aurait pas en soi. C'est-à-dire que le fait que l'atmosphère contienne de l'hélium ou non n'est pas important pour les formes de vie métabolisant l'oxygène. En fait, les plongeurs sous-marine utilisent fréquemment un mélange hélium / oxygène appelé héliox pour les plongées profondes, car l'azote est un narcotique dangereusement au-delà de certaines pressions et l'hélium ne l'est pas (enfin ... c'est compliqué, mais pour nos besoins, l'hélium augmente la profondeur que vous pouvez plonger. Cela ne veut pas dire que c'est sûr à 100% jusqu'au fond de l'océan). Donc, s'il y a de l'oxygène à une pression partielle appropriée, alors les formes de vie respirant de l'oxygène sont OK.
Comme indiqué dans les commentaires, l'hélium est SUPER non réactif, de sorte qu'en tant que gaz dans l'atmosphère, il est également peu probable qu'il nuise à quoi que ce soit.
La vraie question est: qu'est-ce que l'hélium remplace, le cas échéant. Cela affectera votre atmosphère. Une métrique particulièrement importante d'une atmosphère est appelée la hauteur d'échelle. Une approximation simpliste de celui-ci est:
$$H = \frac{kT}{mg}$$
où $k$ est la constante de Boltzmann, T est la température atmosphérique moyenne, m est la masse moyenne d'une molécule atmosphérique et g est l'accélération due à la gravité sur la planète.
La hauteur de l'échelle dicte la rapidité avec laquelle votre pression atmosphérique chute, donc une hauteur d'échelle plus grande signifie une chute plus lente.
Si votre atmosphère remplace l'azote par de l'hélium, par exemple, la masse moyenne des molécules dans l'atmosphère sera inférieure et la hauteur de votre échelle sera plus élevée. Cela a plusieurs conséquences pratiques:
Les montagnes sont plus faciles à escalader du point de vue de la pression atmosphérique uniquement . Votre plus grande planète a probablement des montagnes plus petites, mais elles seraient plus difficiles à gravir parce que vous êtes plus lourd
Il serait plus difficile d'atteindre l'orbite - toutes choses étant égales par ailleurs, une atmosphère avec une hauteur d'échelle plus grande s'étendrait plus loin au-delà de la surface de la planète et vous auriez donc besoin d'aller plus haut pour entrer en orbite. C'est particulièrement difficile pour votre planète, car elle est également plus grande et plus massive que la Terre, vous auriez donc un gros problème avec les voyages dans l'espace
Les avions seraient plus faciles à piloter à basse vitesse, mais plus difficiles à piloter à grande vitesse. À basse vitesse, c'est la densité de l'atmosphère qui compte, tandis qu'à haute vitesse, c'est la traînée d'air qui compte. Il faudrait aller plus haut pour s'éloigner de l'atmosphère, mais à basse vitesse, vous auriez un avantage. Cela signifie qu'il serait plus facile de voler avec une gravité plus élevée, mais plus difficile d'aller vite.
Vous devez repenser la plupart des appareils électroniques. Les oscillateurs à cristal changent de fréquence en présence d'hélium. (L'exposition à une fuite d'hélium tuera votre téléphone portable pendant quelques heures à cause de cela.)
L'hélium est assez inerte, mais il pénètre tout .
Par exemple, votre civilisation n'aura jamais de technologie de tube à vide fonctionnelle, car l'hélium s'infiltrera. Idem pour les tubes à rayons cathodiques.
Cela constitue un sérieux obstacle dans les premiers travaux électroniques. Sans tubes à vide, sans écrans CRT, les premiers appareils électroniques, la télévision, la radio, le radar, la génération et la détection de rayons X sont tous grandement entravés. Il existe probablement des moyens de contourner ce problème, mais nous n'avons aucune idée de la manière dont la voie «facile» via les tubes à vide était disponible pour nous.
Ensuite, ils développent la technologie des semi-conducteurs. Et CELA agit également de manière erratique. Plus les jonctions sont petites, plus l'hélium les affecte. Les cristaux résonnants changent de fréquence, les résistances changent de résistance. Les condensateurs de l'entrefer se comportent de manière erratique.
https://www.phonearena.com/news/Helium-exposure-can-prevent-your-iPhone-from-working-right_id110568
Il n'y aura pas de gaz ou de liquides totalement purs. Exemple: Si vous fabriquez un contenant en verre scellé de 100.000% d'Oxygène-17, alors quelques jours plus tard, ce sera un 99.95% d'Oxygène-17 contaminé avec 0.05% d'hélium! Quelques années plus tard, la contamination correspondra au pourcentage de gaz Hélium dans l'atmosphère.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed006p108
Et puis il y a des effets biologiques: si vous mettez une créature terrestre ordinaire dans une concentration élevée d'hélium, l'hélium pénètre dans les cellules et y fait des ravages (à petite échelle).
https://pubs.asahq.org/anesthesiology/article/112/6/1503/10306/Cellular-Effects-of-Helium-in-Different-Organs
L'hélium peut également pénétrer les métaux fondus et semi-fondus pendant le travail, ce qui entraîne des microbulles dans le matériau. Ce n'est presque jamais un problème pour nous, mais qui sait si l'abondance d'hélium est, disons, de 5%?
La plupart de ces effets indésirables n'apparaissent que parce que les organismes et les dispositifs d'un environnement sans hélium sont exposés à un environnement à haute teneur en hélium. Ce ne sera certainement pas un problème pour les autochtones et les appareils.
Ce serait difficile d'allumer un feu sur une telle planète. Les gaz légers (He et H2) sont de très bons conducteurs de chaleur. La différence est déjà très perceptible à des contenus inférieurs.
Windchill peut devenir problématique selon votre scénario.