¿Qué pasaría si un asteroide (D = 100 km) hecho de hipotético establo Francium golpeara el océano a 14.142 km / s?

Con un diámetro de 100 km, este asteroide esférico tendrá un volumen de más de 500,000 kilómetros cúbicos.

La densidad del francio se da aproximadamente 1.8 veces la del agua, por google, lo que equivale a 1.8 x10 ^ 15g por kilómetro cúbico, lo que significa que nuestro asteroide Francium tendrá una masa de aproximadamente 1 × 10 ^ 21g, o 1 × 10 ^ 15 toneladas métricas, de 1 × 10 ^ 18 kg.

La energía cinética de impacto de este asteroide, en el impacto con la tierra, se calcula en aproximadamente 1 x 10 ^ 26 J. Eso es aproximadamente 2 TRILLONES de megatones de TNT, o aproximadamente 200 veces la energía del impacto que causó la extinción masiva de KT.

Ay.

Entonces, ¿qué pasa con la reacción química? Asumiremos que, independientemente de los detalles, en el momento del impacto, el asteroide se dispersa en última instancia, y cada átomo de Francio dentro de él finalmente reacciona con algo en la Tierra, y los posibles candidatos serán agua y oxígeno.

Nadie conoce la entalpía real de reacción del Francio con agua u oxígeno, pero al observar los otros metales alcalinos, encontramos que todos son más o menos iguales, a aproximadamente 200 kJ por mol en sus reacciones con el agua. Las reacciones con el oxígeno también parecen liberar aproximadamente cantidades similares de energía.

Por lo tanto, si suponemos que el Francio se comportará químicamente como los otros metales alcalinos, podemos estimar que cada mol de Francio en nuestro meteorito termina liberando alrededor de 200kJ de energía a través de reacciones químicas, además del impacto cinético.

La masa atómica del francio es de 223 g / mol, lo que significa que nuestro asteroide contiene 4,5 × 10 ^ 18 mol de francio.

Esto se traduce en aproximadamente 9 x 10 ^ 23J de energía liberada, que es el 0.9% de la energía cinética total como se calculó anteriormente.

Entonces, en última instancia, en relación con el impacto cinético, el efecto de las reacciones químicas es básicamente un error de redondeo en nuestro efecto total.

Un error de redondeo que sigue siendo casi el doble de enérgico que el impacto del asteroide que mató a los dinosaurios.

AY.

Adam Wu es perfecto aquí. El impacto es increíblemente devastador y muchas personas mueren, pero esto probablemente no acaba con la humanidad.

Todavía.

Pero sabes que no me interesaría en esto sin la oportunidad de sacar todo el mundo Dies ™. 🙂

El volumen del océano es 1.35 E 9 km ^ 3, o alrededor de 1.35 E 21 litros. Acabamos de agregar unos 10 ^ 21 g de francio, que es aproximadamente 4.5E18 moles.

El Francio reaccionaría con el agua para formar:

[matemática] 2Fr + 2H_2 O -> 2FrOH + H_2 [/ matemática]

Ese hidróxido de francio tendría una concentración de alrededor de 3.3 mM, lo que aumentaría el pH de los océanos en alrededor de 2.5 unidades.

Nuestros océanos se convertirían en una solución base razonablemente concentrada, más que capaz de disolver las membranas celulares de cada organismo en el mar.

Esto no incluye la toxicidad potencial de introducir tanto Francio.

Pero incluso si el francio es totalmente benigno (poco probable), esto mata a todo el ecosistema oceánico, terminando la mayoría de la fotosíntesis. A medida que la vida marina se pudre, consume la mayor parte de nuestro oxígeno.

Entonces, si el impacto no lo hace, y los incendios masivos no lo hacen, entonces la basicidad del océano terminará el trabajo.

Todos mueren ™

Respuesta muy breve: ¡Todos mueren ™, dos veces!
La composición del asteroide, la muy alta reactividad del francio y su radioactividad no importan, lo importante es que su diámetro es DIEZ VECES el del asesino de los dinosaurios. La densidad es un poco menor, y la velocidad es de solo 14 KM / seg en lugar de 30, ¡pero aún así es suficiente para generar una extinción masiva!

Aquí la energía química es irrelevante, su energía cinética es tan vasta que, cualquiera que sea, todos morirán.