Идея планеты, на которой аммиак заменяет воду в качестве доминирующей жидкости в окружающей среде, довольно популярна в научной фантастике. Я попытался разработать сценарий, в котором такие океаны вероятны с астрофизической точки зрения. Кажется, есть несколько проблем с развитием такой среды.
Большой проблемой является вода и то, как она взаимодействует с аммиаком. Любая планета с аммиаком также получала воду во время своего развития, поскольку эти льды, как правило, висят вместе. Аммиак теперь действует как антифриз для воды. В то время как вода будет твердой при температурах, при которых можно ожидать найти жидкий аммиак, ситуация с антифризом приведет к тому, что океаны с водой ниже точки замерзания будут насыщены аммиаком. Это интересно и, вероятно, то, что происходит в подповерхностных океанах нескольких ледяных лун, но не в аммиачном океане.
Таким образом, избавиться от воды является ключевым. Однако это сложнее, чем можно подумать. Мы не можем избавиться от него, удалив водород, так как он нам нужен для аммиака. Удаление кислорода звучит как хорошая идея. Однако это непрактично, так как это третий по распространенности элемент во Вселенной . И что еще хуже, большая часть того, что мы называем камнем, — это кислород.
Массовое содержание девяти самых распространенных элементов в земной коре примерно равно: кислорода 46 % , кремния 28 %, алюминия 8,2 %, железа 5,6 %, кальция 4,2 %, натрия 2,5 %, магния 2,4 %, калия 2,0 % и титан 0,61%. Другие элементы встречаются в количестве менее 0,15%.
Это оставляет меня с углеродными планетами , которых можно было бы ожидать вокруг белых карликов и пульсаров, или железными планетами без мантии. Оба должны иметь свою собственную, очень интересную биохимию и, вероятно, не подходят для аммиачных океанов. Газовые гиганты также не являются приемлемым решением.
Я не вижу особой причины, почему железный мир или углеродный мир не подходят для аммиачных океанов.
Большая проблема с железным миром заключается в том, как получить тот, в котором вообще есть значительное количество каких-либо летучих веществ. Но если вы утверждаете, например, что мелководные океаны образовались в результате бомбардировки комет после того, как они образовались, вы в порядке. Железо вырвет кислород прямо из воды при наличии достаточного времени и хороших катализаторов... а аммиак ускорит этот процесс, так как он действительно хорошо растворяет ионы металлов. Железо не вступает в реакцию с азотом или аммиаком, и каждая частица водорода, высвобождаемая из воды, которую разрушает железо, представляет собой больше водорода, который теперь может свободно связываться с азотом и образовывать больше аммиака. Было бы действительно здорово, если бы вы могли получить многослойный океан с карбонилом железа/никеля на дне и аммиаком, плавающим над ним... но я понятия не имею, будет ли он химически стабильным,
С подходящим временем, теплом и / или катализом углерод также вырвет кислород из оксида железа, а также из воды. Таким образом, при отсутствии аммиака углеродистая планета в конечном итоге будет иметь много CO и CO2 в своей атмосфере, а также метан и, возможно, некоторое количество формальдегида, но, вероятно, больше CO, чем CO2, поскольку весь смысл углеродная планета заключается в том, что соотношение C/O смещено от кислорода к углероду. При добавлении большого количества водорода, который также реагирует с азотом и образует аммиак, весь CO2, который все еще находится вокруг, будет связываться с аммиаком с образованием твердого карбамата аммония, и вы можете закончить реакцию аммиака и CO с образованием изоцианатов, но как только весь доступный кислород будет заперт в этих твердых телах, избыток углерода не будет разрушать аммиак, как воду. Это будет, однако,достаточно аммиака, чтобы быть уверенным, что весь кислород, который не заперт в горных породах, будет заперт в сложных углеродно-азотных соединениях, у вас будет океан аммиака, полный всевозможных хороших вещей для создания жизни. .
Вам не нужно удалять кислород с планеты, просто выведите его из легкой циркуляции. Кислород, заключенный в камнях, на самом деле находится именно там, где вам нужен кислород. Теперь возникает вопрос, как вы ловите большую часть своего атмосферного 02?
Одно из возможных решений — что-то вроде этих кристаллов, поглощающих кислород. https://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140930113254.htm
Эти конкретные кристаллы выделяют кислород под воздействием тепла или давления, так что они не совсем правильные. Однако они имеют высокую плотность хранения, и в статье говорится о том, как точная смесь кобальта и органических соединений изменяет свойства поглощения и высвобождения. Нетрудно представить себе богатую металлами планету, формирующую подобные кристаллы, которые затем изолируют большую часть кислорода перед тем, как быть погребены под землей.
Закон квадрата-куба
TheDyingOfLight