Сколько серной кислоты на Венере?

Согласно Википедии , в атмосфере Венеры всего 150 частей на миллион двуокиси серы и 20 частей на миллион воды. В то же время известно, что в облаках содержится значительное количество серной кислоты. Облака Венеры состоят из концентрированной серной кислоты, если я правильно понимаю. Это предполагает, что количество серной кислоты на Венере должно быть больше, чем количество воды (иначе серная кислота поглотила бы воду, поскольку она сильно гигроскопична).

Кроме того, если данные, приведенные в Википедии, взяты из каких-то спектрографических измерений, на это может повлиять некоторая предвзятость: над облаками, вероятно, гораздо меньшая концентрация паров серной кислоты, чем под облаками.

Я спрашиваю особенно о возможной колонизации и использовании местных ресурсов на Венере. Двумя ограничивающими веществами являются вода и водород, и многие ЧАС 2 С О 4 был бы полезен в качестве источника как водорода, так и воды.

Чтобы быть более конкретным с вопросом. 20 частей на миллион воды означает 9,6 × 10 15  кг  ЧАС 2 О всего (масса атмосферы Венеры 4,8 × 10 20  кг ). Серной кислоты меньше или больше?

Просто для масштаба... количество различных источников углерода на Земле следующее:

 CO2 in Earth atmosphere     0.810e+15 kg
 Earth coal reserves         0.9e+15 kg (proven recoverable)
 Earth biosphere             1.9e+15 kg 
 CO2 in Earth sea water     36e+15kg

Ответы (2)

Прежде всего, спасибо @Robert Walker, который сообщил нам об этой диссертации Ён Джу Ли в своем комментарии к другому ответу.

В этой статье на странице 14 мы можем видеть рисунок 1.3 с вертикальной структурой слоев облаков Венеры с профилями нагрузки массы.

На этом рисунке мы можем обнаружить облачный слой на высоте от 48 до 50 км с массовой нагрузкой примерно 80 мг/м. 3 .

На высоте от 50 до 54 км массовая нагрузка составляет около 10 мг/м3. 3 и с 54-66 км я предполагаю, что средняя массовая нагрузка составляет примерно 2 мг / м 3 подойдет.

Все эти массовые нагрузки от трех упомянутых слоев в сумме составляют слой толщиной примерно 2,8 км с массовой нагрузкой около 80 мг/м3. 3 .

Чтобы рассчитать объем этого предполагаемого слоя, мы используем площадь поверхности Венеры, которая составляет 4,6.10. 1 4 м 2 и увеличить эту область до 5,10 1 4 м 2 для слоя.

Соответственно общий вес капель в этом слое :
5,10 1 4 м 2 х 2.8.10 3 мх 8.10 − 5 кг/м 3 = 11.2.10 1 3 кг.

Предполагая, что 80% H 2 ТАК 4 в этих каплях дает в сумме около 9,10 1 3 кг Н 2 ТАК 4 .
Согласно вопросу общее количество воды 9,6 х 10 1 5 кг Н 2 О

Так что серной кислоты гораздо меньше, чем воды!

Редактировать: согласно комментарию @David Hemman ниже, 20 частей на миллион означает долю от 20 молей воды до миллиона молей в основном CO. 2 газа, поэтому число в вопросе нужно умножить на 18/44 , что даст в сумме 3,93 × 10 15 кг Н 2 О вместо этого.

Следует отметить, что измерения водяного пара входными зондами ниже облаков дали противоречивые результаты, но был достигнут консенсус в отношении отношения смеси 30 +/- 10 частей на миллион , приблизительно постоянного во всем диапазоне 0–45 км. ( Состав атмосферы Венеры под облаками, глава 9 )

Таким образом, общее количество воды в атмосфере Венеры составит: 5,9 × 10 15 кг.

Не минус, но близко к этому. Этот ответ предполагает, что значение 20 ppm в статье в Википедии верно и применимо ко всей атмосфере Венеры. Вопрос также предполагает, что 20 частей на миллион относятся к массе, а не к объему. Если 20 частей на миллион по объему (что типично), то одно это более чем вдвое меньше массы воды в атмосфере Венеры.
Микромоль на моль эквивалентна ppmv (частям на миллион по объему). Это определенно не то же самое, что части на миллион по массе.
@DavidHammen Один моль воды имеет число молекул Авогадро и имеет массу около 18 граммов. Не вижу связи с объемом.
@DavidHammen А, теперь я понял. Молекулы воды и CO2 равномерно перемешаны, поэтому ppm необходимо умножить на массу воды на моль, а затем разделить на массу CO2 на моль. Спасибо, я изменю свой ответ.

Итак, я нашел то, что более или менее отвечает на вопрос. Презентация « Аэрозоли и облака на Земле и Венере» от Оуэна Брайана Туна из Департамента атмосферных и океанических наук и реферат ПОМИМО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ – ЧТО ЕЩЕ В ОБЛАКАХ ВЕНЕРЫ?

Короче плотность облаков примерно 1-50 м грамм / м 3 жидкой фазы. Облака формируются на 75-90% ЧАС 2 С О 4 . 6 × 10 13  кг  ЧАС 2 С О 4 производится каждый год в результате фотохимических процессов.

Но все же это не дает точного ответа, какова общая сумма.

Не отвечает на ваш первоначальный вопрос, извините, но просто хочу сказать, что в облаках намного плотнее. Предполагая, что капли, образующие облачный слой на высоте 60 км, состоят из серной кислоты, тогда она составляет примерно 0,1 грамма на кубический метр для самого плотного слоя на высоте 48,5 км, что выгодно отличается от уровня тумана на Земле, равного 0,05 г/м3, и составляет 0,05 г/м3. нижняя граница плотности кучево-дождевых (грозовых облаков) на уровне 0,1 - 0,3 г/м3. См. стр. 14 этой статьи: mps.mpg.de/phd/theses/…
@RobertWalker Благодаря вам я смог ответить на вопрос!
Сколько серной кислоты на Венере?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 7v