Экзопланета Кеплер-69c. Супервенера или суперземля?

[Arton]

Информация к размышлению:

Земля
большая полуось орбиты:  1,00 а.е
альбедо:  0,36
эффективная температура: -24⁰С
коэффициент парникового эффекта: 1,1566
температура поверхности: +15⁰С

Венера
большая полуось орбиты:  0,723 а.е
альбедо:  0,75
эффективная температура: -41⁰С
коэффициент парникового эффекта: 3,1818
температура поверхности: +464⁰С

[Arton]

Размещая обе планеты (Землю и Венеру, с сохранением их отражательной способностью и парниковым эффектом) на орбите Марса, получим следующий температурный режим этих планет:

Земля на орбите Марса
большая полуось орбиты:  1,52 а.е
альбедо:  0,36
эффективная температура: -71⁰С
коэффициент парникового эффекта: 1,1566
температура поверхности: -40⁰С

Венера на орбите Марса
большая полуось орбиты:  1,52 а.е
альбедо:  0,75
эффективная температура: -113⁰С
коэффициент парникового эффекта: 3,1818
температура поверхности: +235⁰С

В отношении Земли будем иметь полное замораживание поверхности планеты. С соответствующим изменением (ростом) альбедо, что выходит за рамки применимости нашего расчетного метода.
Для Венеры же имеем, по-прежнему, «запредельные» значения температур на поверхности. Давайте еще дальше отодвинем Венеру от Солнца:

Венера за поясом астероидов
большая полуось орбиты:  4,7 а.е
альбедо:  0,75
эффективная температура: -182⁰С
коэффициент парникового эффекта: 3,1818
температура поверхности: +16⁰С

И имеем вполне «земной» температурный режим на этой планете.
А теперь вполне уместный вопрос о внешней границе зоны обитаемости в пределах Солнечной системы.

[LonelyWanderer]

циферки занимательные, а откуда они?
 Цифры цифрами, но есть же и элементарная логика. Венера на орбите Марса будет иметь 235 градусов цельсия? Не знаю как с серной кислотой, но вода при венерианском давлении сконденсируется на поверхности (т.кипения 300 градусов). Это увеличит прозрачность облачного  покрова. Т.е. нарушится имеющийся баланс и эти цифры станут неприменимы. Венера только на орбите Земли осанется в том же виде, что и сейчас, но не на орбите Марса.
В общем, одними цифрами нельзя оперировать, нужно сюда еще рассуждения об эволюции приплетать. Как видно, они имеют ключевую роль - та же Венера на земной орбите, если бы имела солидные запасы воды в облаках - не сконденсировала бы океаны и жизнь бы там не возникла. Но на Земле это почему-то произошло. Лично я считаю, что это как то связано со столкновениями на начальном этапе (и образованием луны), из-за которого Земля имела большие потери первичной атмосферы, чем Венера (что прослеживается по составу газов, например, по содержанию неона). Менее мощная первичная атмосфера Земли позволила сконденсироваться океанам, которые стали связывать углекислоту по мере ее вырабатывания вулканами, чего не происходило на Венере.
В общем, образование пригодного для жизни климата, создание пригодной атмосферы и гидросферы - это не только расстояние от звезды, но и набор случайных факторов, как столкновения с планетозималями, образование спутников, магнитного поля и т.д.

Вот поместили мы Венеру в пояс астероидов. СЕЙЧАС. И действительно будем иметь приемлимые температуры, потому что вода водержится в ничтожном количестве и преобразовать атмосферу она сильно не сможет (химически или с помощью жизни). Но если бы Венера изначально была в поясе астероидов до того, как вода там улетучилась? Мы бы имели сейчас ледяной шарик с не очень мощной атмосферой и обилием жизни чуть больше, чем на Ганимеде. И это было бы в реальности, поэтому цифры - всего лишь цифры..

[Ксавье]

А на Марсе как вы объясните слабую атмосферу?

[LonelyWanderer]

по той же причине, почему нет ее,  например, у Цереры - улетучивание. Она ведь была раньше.

[Nucleosome]

Но если бы Венера изначально была в поясе астероидов до того, как вода там улетучилась?

а может ли так получится, что воды на планете вообще не будет? или будет слишком мало для того, чтобы связать углекислый газ? правда от образования известняка никуда не сбежать как видно, и медленно, но верно он будет выводить из атмосферы благословенный углекислый газ, вымораживая планету даже и в отсутствие морских организмов... кстати, не будет ли того же самого при перенесении Венеры за пояс астероидов такой, какая она сейчас? ну и что, что воды мало - будет просто очень медленно идти "раздевание" от углекислой шубы - через лужи на поверхности... кальцый и двухвалентные ионы вообще с поверхности планеты никуда не денешь скорее всего.

[AlexAV]

а может ли так получится, что воды на планете вообще не будет? или будет слишком мало для того, чтобы связать углекислый газ?

Подозреваю, что отличие Земли и Венеры связано с исходно различным соотношением H2O/Fe в коре этих планет. На ранних стадиях эволюции в коре должно было присутствовать свободное железо, а это определяет сильный канал потери воды в результате реакции:

Fe + H2O = FeO + H2 (водород слабо удерживается планетой и рассеивается в межпланетном пространстве)

На Земле свободное железо видимо  закончилось раньше воды, а вот на Венере (где скорее всего воды исходно было меньше из-за близости к Солнцу) наоборот...

[SY]

Подозреваю, что отличие Земли и Венеры связано с исходно различным соотношением H2O/Fe в коре этих планет. ...
На Земле свободное железо видимо  закончилось раньше воды, а вот на Венере (где скорее всего воды исходно было меньше из-за близости к Солнцу) наоборот...

Как вариант, во времена "поздней тяжелой бомбандировке" на Землю и Венеру попало разное количество воды из внешних областей Солнечной системы.

[Ксавье]

Как вариант можно рассматривать что угодно: от разного количества комет и астероидов до изначально разного состава протопланетного диска. Но мне больше всего нравится столкновение двух протопланет, где происхождение одной из протопланет глубоко в снеговой линии, имеющая в своем составе много льда. Почему бы и нет?

[Arton]

Подозреваю, что отличие Земли и Венеры связано с исходно различным соотношением H₂O/Fe в коре этих планет.

За основу рассуждений необходимо брать соотношение H₂O/Fe₂О₃

[Arton]

мне больше всего нравится столкновение двух протопланет

Мне тоже...
 Если речь идет о столкновении «блуждающей планеты» с Венерой. В результате чего вращение Венеры более чем остановилось, а атмосфера планеты обогатилась углекислотой сверх всякой разумной меры. И уже, как следствие этого, аномальный парниковый эффект на Венере.

[SY]

Подозреваю, что отличие Земли и Венеры связано с исходно различным соотношением H₂O/Fe в коре этих планет.

За основу рассуждений необходимо брать соотношение H₂O/Fe₂О₃

Почему? С этим оксидом вода не взаимодействует и он ничем не лучше FeO или Fe₃O₄

[Arton]

Я тоже не вижу, чтобы на Земле вода с чем-то активно взаимодействовала.            

[L_Pt]

Я тоже не вижу, чтобы на Земле вода с чем-то активно взаимодействовала.            

Неужели ржавчину на железных предметах никогда не видели?

Серпентнизацию горных пород не видели, верю. Но это не означает что ее нет.

[Arton]

Чтобы появилась ржавчина на железных предметах, требовалось для начала железо из руды добыть.
А это другая история.

[AlexAV]

Чтобы появилась ржавчина, требовалось для начала железо из руды добыть.
А это другая история.

Свободное железо присутствует в метеоритном веществе и должно было наличествовать в литосфере планет на ранних стадиях их эволюции.

[Arton]

Согласен, железо присутствует в метеоритном веществе.
Но тогда почему такое различие Венеры (где метеоритное железо съело всю воду) и Земли (где этого не произошло)?

[AlexAV]

Но тогда почему такое различие Венеры (где метеоритное железо съело всю воду) и Земли (где этого не произошло)?

Земля тоже могла интенсивно терять воду на ранних стадиях эволюции. Но она формировалась дальше от Солнца, а значит воды здесь было исходно больше. Соответственно на Земле свободное железо закончилось раньше чем вода, а на Венере (при исходно меньшем её количестве) - наоборот.

[SY]

Земля тоже могла интенсивно терять воду на ранних стадиях эволюции. Но она формировалась дальше от Солнца, а значит воды здесь было исходно больше.

Перестроение планет-гигантов еще пока не отменили. И кометная бомбардировка Земли и Венеры могла дать планетам разное количество воды из-за отличий орбит.

Соответственно на Земле свободное железо закончилось раньше чем вода, а на Венере (при исходно меньшем её количестве) - наоборот.

Свободное железо на Земле еще не кончилось. Хороший пример - свежий кварцитовый щебень серого цвета, а после дождя он становится бурым.

[L_Pt]

Свободное железо на Земле еще не кончилось. Хороший пример - свежий кварцитовый щебень серого цвета, а после дождя он становится бурым.

Это не свободное железо, а закись железа. Которое доокисляется кислородом воздуха до окиси.