A los fines de esta pregunta, voy a suponer que “verdaderamente transparente” significa que el aire y sus componentes ya no son capaces de absorber y re-irradiar la radiación incidente, que en luz visible parece ser nuestra definición de transparencia. Para hacer las cosas mucho más divertidas, hagamos esto realidad en todas las longitudes de onda.
En esta situación, la mayoría de los fenómenos asociados con la luz incidente y otras formas de interacción de la radiación con la atmósfera cesan. La dispersión de Rayleigh ya no hace que el cielo sea azul; en cambio, es negro como la noche todo el tiempo. La luna sería visible en todo momento. Debido a la falta de dispersión de Rayleigh, tampoco habría radiación solar difusa (al menos de la atmósfera), y el sol sería del mismo color sin importar su posición en el horizonte (a diferencia de ahora, cuando el color del sol para un observador depende de la distancia a través de la atmósfera por la que pasa la luz). Las sombras serían más nítidas debido a la falta de radiación difusa y cualquier luz que no sea directamente incidente del sol provendría de la luz refractada de objetos en el suelo o cristales en el aire.
Hablando de la luz incidente del sol, la falta de una atmósfera también significa una falta de refracción. Si en este mundo (wo) el hombre quisiera observar las estrellas, tendría un cielo tan despejado como el Hubble, al menos, mientras no haya nubes.
El efecto general, visualmente, es el mismo que si estuviéramos mirando desde un lugar donde no hay atmósfera. ¿Dónde hemos hecho eso antes?
La composición de la atmósfera de la Tierra y la distribución de elementos serían diferentes. Habría cambios en la composición general debido a los cambios en el gradiente de temperatura (ver más abajo). Como la atmósfera no sería capaz de absorber la radiación incidente, la ionosfera tal como la conocemos no existiría. Todavía se formaría tritio, suponiendo que la atmósfera aún pudiera interceptar partículas incluso si no pudiera absorber la energía radiada, pero al mismo tiempo no se produciría la ionización de las capas superiores de la atmósfera. En este tipo de mundo, no se produciría propagación de radio debido a la refracción de la atmósfera; Los primeros HAM aspirantes del mundo tendrían que depender de cualquier fenómeno troposférico causado por nubes, línea de visión o satélites.
Más significativamente para la vida, dado que la Tierra ya no tendría la protección de la capa de ozono, la cantidad de radiación UV incidente como proporción de la radiación total sería drásticamente mayor. La vida ha encontrado formas de protegerse de los altos niveles de radiación incidente, incluida la producción de melanina y múltiples copias de genomas. Parece probable que cualquier forma de vida vegetal o animal que exista también tenga este tipo de adaptación junto con otros tipos de rasgos que mejoran la condición física, como los que se ven en los extremófilos tolerantes a la radiación.
Sin embargo, lo más significativo es que el efecto de hacer que la atmósfera sea totalmente transparente alteraría fundamentalmente el carácter de la atmósfera de la Tierra y el perfil de temperatura de la atmósfera al eliminar los componentes atmosféricos del balance de energía solar. Dejame explicar:
En nuestra situación actual, la temperatura de la atmósfera varía con la altura porque una buena parte de la insolación (aproximadamente el 25%) es absorbida por la atmósfera a diferentes niveles (aproximadamente el 6% es reflejada por la atmósfera, el 45% absorbida por el suelo y 5% reflejado por el suelo). De repente, la única fuente de calor para la atmósfera es el suelo a través de la convección, que luego se transfiere al resto de la atmósfera mediante calor. Ni siquiera puedo comenzar a comprender lo que esto haría a los sistemas meteorológicos, excepto que probablemente promueva fuertemente sistemas de muy alta y muy baja presión con expectativas de precipitación concomitantes (hasta donde puedo decir, las nubes no se verían afectadas, excepto que irónicamente podrían serlo). La única fuente de luz dispersa).
El resultado neto del cambio en la transferencia de calor a la atmósfera hace que el gradiente de temperatura disminuya casi linealmente con la altura (suponiendo que no se forme una capa infranqueable). La composición del gas cambiaría a medida que se alcanzan los puntos de sublimación o condensación. En los niveles superiores de la atmósfera podríamos ver cristales de dióxido de carbono; en el fondo, las cosas estarían mucho más calientes, sobre todo por lo que también le sucedería al suelo.
No soy climatólogo / geólogo / científico atmosférico, pero lo que sí sé es que hacer que la atmósfera sea transparente aumentaría en gran medida la radiación incidente al suelo. Dado que toda la transferencia de calor anteriormente capturada por la atmósfera se llevaría a cabo en la superficie, la radiación incidente sería mayor, pero la temperatura … no tanto (ver más abajo). Las diferencias de temperatura debido a la oclusión del sol o las diferencias en la capacidad calorífica provocarían vientos particularmente violentos de forma regular; piense en el efecto de “brisa marina”, multiplicado por varias veces la diferencia de temperatura, o la diferencia de temperatura entre las sombras y las áreas iluminadas.
El efecto neto de una atmósfera transparente en este caso sería casi seguro hacer que las cosas en esa atmósfera sean mucho más frías que antes, a pesar de una mayor insolación. La mayoría de los objetos en la Tierra actúan como radiadores decentes de cuerpo negro para ciertas longitudes de onda, y la tasa de transferencia de calor radiativo no es lineal y aumenta con respecto a la temperatura (proporcional a T ^ 4 para un cuerpo negro ideal). Entonces la re-radiación al espacio estaría arriba, y el suelo mucho más brillante. Sin embargo, las temperaturas generales serían más bajas en la atmósfera y en la superficie porque la transferencia de calor total a la Tierra sería más baja, dado que el aire no está allí para absorber la radiación incidente o la re-radiación de la Tierra al espacio. Pero eso es esperado, ya que lo que hace que la atmósfera sea transparente de manera efectiva es eliminar el efecto invernadero . La temperatura promedio de la Tierra caerá al menos unos 10 grados C, probablemente más.
Entonces, ¿cómo podría ser el mundo? El mundo sería un lugar mucho más mimador, violento y ventoso, con cielos oscuros y tierra iluminada alternativamente o en tinieblas. En un escenario más probable, los efectos de albedo fuera de control además de la caída de temperatura ya existente podrían hacer que la Tierra se convierta en una bola de nieve, ya que el albedo de hielo sería mucho más significativo en un mundo donde la absorción de calor por la radiación incidente en la superficie es que importante En algunos lugares puede existir agua líquida abierta debido a fuentes geotérmicas de calor.
Sorprendentemente, existen teorías de la abiogénesis que postulan la formación de vida en el hielo a partir de moléculas orgánicas, amoníaco y cianuro, o algún otro cóctel de ingredientes, por lo que no es demasiado sugerir que la vida podría haberse formado en este tipo de ambiente. Sin embargo, en general, la cantidad de biomasa total que el planeta podría soportar habría sido pequeña desde el principio, y la evolución correspondientemente más lenta, sin mencionar el hecho de que los procesos metabólicos (y, por lo tanto, la reproducción) son mucho más lentos a temperaturas más bajas.
Tal vez hoy podríamos seguir siendo un mundo de copiadoras o procariotas primitivas, aún pasando por el equivalente de los primeros mil millones de años de evolución de nuestro mundo, sin haber progresado hasta el agotamiento de las fuentes quimiotróficas de aceptadores de electrones de nuestros primeros océanos. O tal vez el mundo podría haber cambiado radicalmente debido a un cataclismo desconocido: tal vez las partículas arrojadas de un meteorito finalmente sellaron el destino de las pocas fuentes de aguas abiertas que quedan … o arrojaron cenizas negras absorbentes de calor sobre el hielo abierto, disminuyendo el albedo, calentando el clima y dando a la vida una oportunidad de pelear …
editar: Quizás la vida podría tener … una oportunidad de bola de nieve …
Síhhh
Gracias a Mark Eichenlaub por señalar algunos errores en mi tratamiento original para eliminar el efecto invernadero.
