有没有可能存在由水构成的星球?

整个行星上都是海洋,没有岩石层存在,星球内部是冰块构成的固体,大气层有吼吼的水蒸气构成的云,当然不排除其他气体,毕竟水固定二氧化碳之类的气体的能力还是有的。

如果有这样的行星,大概体积能有多大?有一个地球大么? 有可能产生海洋文明么?

觉得这是一个很流弊的中二科(魔)幻(法)小说设定唉~

推荐  (3) | 38人关注关注
16个答案
126 3

LePtC物理学博士生

2013-08-22 00:02

液态水在宇宙中本来就算罕见的了,温度还得在 0~100℃这么窄的范围里,自然形成基本不可能...
不过!
如果哪一天,人类的科技逆天地发达,有足够的材料可以用的话,可以人工制作出一个冰星球

摆上需要用到的资料:水的相图(来源:维基百科


冰 VI 是一个理想的材料,它能适应 -10 ℃~80℃的温度,密度 1.31 g/cm³比水大,可以构成与液态水接触的海底

第一步:选择一个场地进行制作

必须选在远离太阳的轨道上,因为在真空中,冰只要达到-60℃ 就会升华为水蒸气
冥王星获得的太阳光只有地球的九百分之一,温度从-234℃到-212℃,足够冷了
虽然隔壁的天王星和海王星上都有水可以开采,但是把它们抽干了也不一定够用...
假设人类的科技已经发展到可以从太阳系外开采资源回来了
就在冥王星轨道附近开工吧

第二步:运送水制作冰球

我们很有钱,用很多宇宙飞船运来水,把它们喷到真空中,于是空间中有了很多小冰球
我们等小冰球充分冷却后,慢慢把它们聚集起来,这一过程一定要慢
为了防止升温,每聚集一点都要升华一部分冰,使另一部分冰充分散热
但是随着冰越来越多,处于最核心处的冰遭受的压力升高是避免不了的,它会结晶为冰的一些奇特形态

第三步:把冰球聚集成星球

我们目前最高只认识 1 TPa 下的冰,而地球地心的压强有 370 TPa
姑且假设压力再大两个数量级冰还是冰,不行的话就把星球稍微做小点...
高压下的冰密度约1300 kg/m³,地球的平均密度约5515kg/m³
我们要做一个质量和地球一样的冰星球,那么它的半径就是地球的 1.6倍了,10000 km
星球内部的冰会从我们日常见到的冰I相,变成 冰II 冰VIII,最后变成我们目前还不认识的冰...

第四步:让冰星球晒晒太阳

选一个合适的轨道晒太阳,不能太近,把冰都晒化了,也不能太远,要能化出厚度合适的海洋
火星的表面温度最高是−5℃,就把轨道设定在火星外面吧
计算好轨道,给它一个初速度,飞到合适位置后把方向调整为绕太阳公转,这些对科技逆天的人都不是问题

第五步:演化大气层

为了让冰星球均匀受热,我们开始要给它一个略快的自转
地球的海洋的平均深度不到 4 km,我们的冰星球足够消耗一部分来形成海洋和大气层了
首先在阳光的照耀下,表面的冰会直接升华为水蒸气,我们的冰星球还是有足够引力把它们束缚住的
0℃时水的饱和蒸汽压为 0.6 kPa,随着水蒸气越积越厚,星球表面的气压开始升高
升高到 1 kPa时,液态水开始在温度较高的赤道地区出现,哦也
继续积攒大气层吧,最后星球表面的气压应该会接近地球上的标准大气压

第六步:演化海洋

密度不够的冰会零零碎碎从海底浮上来,晚上结更多的冰,然后在白天被晒化...
当冰融化出厚度达 60 km 的液态水时,海底的压强将高达 600 MPa,在压力上可以开始和 VI相的冰平衡
如果我们第四步的轨道选得合适,在温度上也将达到吸热和散热的平衡
最后,冰星球消耗了一部分自转的能量,启动了海洋和大气层的对流

第七步:让冰星球离太阳远点

我们的星球是很脆弱的冰核心,吸热不能超过散热,还是不要靠得太近为好...
太远的话星球又该冻上了,更可怕的是如果又不足够远,使温度低于 -60℃ 的话,整个冰星球都会慢慢升华掉
应该相对刚才晒太阳的轨道,稍微向外移一点
嗯,科技逆天的人类应该能把这个算的很精确...

最后:制作完成

冰行星的表面是约 100km 厚的海洋,海洋上方是密密的水蒸气的饱和蒸气,大气最外层有冷冻的冰晶
北极和南极可能形成由冰构成的陆地,像地球的北冰洋那样
可是水里面啥也没有...(没给氧气,没给有机物,没给微量元素...)
冰核心会被消耗么?如果净吸热很少,这一过程就很漫长,欣(zhe)赏(teng)一辈子肯定够了...
这个星球的淡水资源是目前地球淡水资源的 123200 倍 ,到时候可以回收利用

能演化生命么

木星有刮上几百年的大风暴,冰星球的大气运动也是一样热闹,它的卫星云图上会遍布着大大小小的台风
这样一来我们就会有闪电,大气中会有氧气和氢气的成分,题主给了二氧化碳,能合成一些有机物
如果要形成生命的话,我们还需要在大气层添加和地球一样比例的氮气,以及在海里投放微量元素
地球从出现原始海洋到出现第一批最简单的单细胞生物花了 7亿年
带有温室气体的冰星球能不能挺那么久是个问题...

你说,这样一个星球,造价得多少?
。。。。。。

好了,题主可以去写小说了...

渣手绘的示意图(我用“X++”来指这是一种现在的人还不认识的冰...)


(2013.12.14)

另外我特地查了一下资料,结果还真有水星球的报道!
不过这个水星球和我们的冰星球还不一样,它的核心是热的,因此演化生命就不太可能了...

摘录部分翻译如下:

Astronomers Discover a Planet Made Of Water


GJ1214b行星大部分由水构成,尺寸大于地球小于天王星,整个表面覆盖着海洋,大气层是密密的水蒸气。
核心的高温高压可能形成“热冰hot ice”或“超流水superfluid water”,总之完全不是我们现在认识的形态。
GJ1214b从离其恒星很远的地方形成,然后不断接近它的红矮星,导致所有的冰液化。

Distant 'water-world' confirmed


GJ 1214b 仅距离我们 40 光年远,被称为“超级地球”。
哈勃望远镜证实其大部分质量 是由水构成的 。
半径约为地球的 2.7 倍,质量只为地球的 7 倍(如果是同等密度应该是 20 倍)

Is there a planet made entirely of water?


GJ 1214b表面的温度约 200℃,而长碳链会在约 150℃断裂。



(2014.05.08)

花擦,既然你们嘲笑我画的太渣,那我就删掉我的手绘了 >_<

其实这个作品有 @畫星座漫畫的PIEPIE 帮我画的漫画版的啦!

多好的作者啊!你们都不去关注她!搞得人家现在都不画了啊!T_T





7 0

首先,水分子一个重要的点就是,其固态的密度比液态小,所以冰才会浮在水上。假设冰的密度比水大,那地球上极地或者寒冷地带的湖泊河流在结冰后都会沉入湖底,,、而当夏季时,因暖水层质量比底下的固态冰层低,所以解冻的只会是表皮水,底下还会是冰,如果是这样,对水生生物来说无疑是灾难的。。


整个行星上没有有岩石层存在的行星是有的,,比如木星、土星、天王星、海王星等巨行星,木星、土星主要组成成分是氢,外层是大气层,然后随着深度增加逐渐变成液态氢 ,可能有一个液态金属氢的内层与可能为融熔岩石的核心;而天王星和海王星则是冰巨星,地幔总质量相当于10到15个地球质量,富含水、氨、甲烷和其它成份。作为行星学惯例,这种混合物被叫作冰,虽然其实是高度压缩的过热流体。这些非岩石类大行星的环境都过于恶劣,不太可能产生像我们一样的生命。。。。


而且通常,越往行星内部走,高温高压就伴随而来,很难想象一个有大部分H2O组成的行星内部的物理现象,高温高压下,水分子会呈现出什么。。。

1 0

几乎多大没什么规定,不可能出现了“海洋文明”。因为要有氧气,才能得到更多能量。而水蒸气不可能有大量的氧气。因此,只有很少的几率会出现文明。而高度文明,必须征服其他文明,因为制造武器的材料他们没有。因此,只可能出现类似于海洋中鱼群的文明

0 0

Yulywong啥都想知道

2014-05-08 09:33

全部由水组成的星球啊~
让我想起《银河铁道999》

0 0

貌似类似太阳那样的恒星本身就是以流体方式的存在

0 0

Stavros_BH1QQN化学本科,物理学博士,业余电子工程师

2014-05-08 11:29

天王星、海王星都差不多,一多半是水。

0 0

我只想说,在果壳看见这张水的相图的次数太多了!

0 0

海洋行星是天文学家想象的外行星类型之一,当然了,不可能全是水,只是表面全是水,看不到陆地。

0 1

可以设想一个水多而固体物少的行星,行星表面全部覆盖着水,只有一个固体的核心,会是什么样呢?

0 1

如果真的有能力做出这么个东西来的话……我们能拿它来干什么呢?

0 2

必须有!宇宙中必定有全是水构成的星球。只是我们不知道它在哪里。宇宙太大了,有很多我们不知道的事物,我们永远也无法知道宇宙的全部。一切交给我们的孙子去做吧!

0 3

葉ye苦逼搬砖工

2014-05-08 07:49

只是没有重核心,内部也发生不了聚变,哪里来的巨大能量使它成为星体呢?最多只是彗星一般的不规则体。

0 3

宇宙外围的世界都是相反的、一切在宇宙之内不能发生,在宇宙外围都是必然发生的。所以宇宙之外一定有一个由水做的地球那么大的单细胞生物!

查看更多

添加回答

登录 后回答问题,你也可以用以下帐号直接登录

相关问答

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2015] 0609-239号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区