Estrutura planetológica

Do ponto de vista da composição e estrutura, reconhecem-se as seguintes classes e subclasses:

Pequenos corpos – asteróides e cometas

1.       Classe O – óxido-metálicos, são constituídos principalmente de óxidos de alumínio, titânio e cálcio.

2.       Classe M – ou metálicos, são constituídos totalmente ou quase totalmente de metais, principalmente ferro e níquel, com uma densidade da ordem de 7,8 g/cm³. Geralmente asteróides que resultam fragmentação do núcleo de metal de um corpo maior, como os asteróides Psique e Cleópatra e o meteorito Bendegó.

3.       Classe S – ou siderolitos, são corpos  ferro-rochosos, na maior parte compostos de cristais verdes translúcidos embutidos de olivina em uma matriz de ferro-níquel, com uma densidade de 5 a 7 g/cm³. Geralmente provêm da fragmentação de uma camada intermediária entre o núcleo metálico e o manto rochoso de um corpo da classe T. Exemplo: o asteróide Juno.

4.       Classe V –  ou vestanos, são constituídos basicamente de rochas compostas de silício, oxigênio e metais – basalto e silicatos – com pouco ou nenhum gelo. Exemplo: asteróide Vesta.

5.       Classe C – ou carbonáceos, provêm da matéria primordial originada da condensação da nebulosa estelar, caracterizada por material predominantemente rochoso de textura granulosa (côndrulos de cerca de um mm, de materiais diferenciados), geralmente contendo também algum gelo, grânulos de metal e hidrocarbonetos. A formação de corpos com diâmetros da ordem de 200 km acumula material radioativo suficiente para gerar calor durante os primeiros milhões de anos de sua existência e eliminar o gelo e os hidrocarbonetos em seu núcleo, cujo fracionamento gera os meteoritos condritos. Exemplos: Palas e a maioria dos asteróides.

6.       Classe K – ou cometários, são pequenos corpos constituídos de gelo cósmico (água e gases congelados), misturados com rochas e poeira cósmica, sem um núcleo definido. Freqüentemente desenvolvem uma camada superficial vermelho-escura, devido à formação de compostos orgânicos na superfície por raios cósmicos. Caso cheguem a se aproximar de zonas relativamente quentes, os gases congelados se evaporam e, sob a pressão da radiação e do vento solar, criam caudas brilhantes de gás e poeira. Exemplos: Quíron e o cometa de Halley.

Grandes corpos – verdadeiros planetas e grandes satélites

7.       Classe N – mundos nos quais o núcleo metálico representa a maior parte da massa do planeta e está coberto por uma camada relativamente pouco espessa de óxidos de metais. Podem apresentar vulcanismo muito intenso.

8.       Classe L – lunares, são na maior parte feitos de rochas compostas de silício, oxigênio e metais, com núcleo de metal pequeno ou inexistente (10% do diâmetro e 2% da massa, no caso da Lua). Salvo erupções ocasionais de gases acumulados na sua crosta, não possuem vulcanismo nem atmosfera. Exemplo: Lua.

9.       Classe T – terrestres clássicos, na maior parte feitos de rochas compostas de silício, oxigênio e metais, mas com um núcleo de metal relativamente grande, que representa mais de 10% da massa do planeta (55% do diâmetro e um terço da massa total, no caso da Terra). Dependendo do tamanho e da temperatura, podem ter gelo, oceanos e atmosfera. Freqüentemente apresentam vulcanismo ativo em algum grau, resultado da radioatividade dos metais em seus núcleos, mas podem perdê-lo à medida que envelhecem (o que é mais rápido para corpos menores), a menos que sejam aquecidos por marés. Exemplos: Terra, Vênus, Marte, Mercúrio e Io.

10.   Classe G – ganimedeanos, mundos contendo metal, rocha e pelo menos 1% de gelo e/ou água, mas pobres em amoníaco, metano e outros materiais mais voláteis. Esses componentes podem formar camadas diferenciadas. Exemplos: Ganimedes, Europa e Calisto.

11.   Classe P – plutonianos,  constituídos rocha misturada com gelo e gases congelados. A proporção  de rocha aumenta e a de voláteis diminui com a profundidade, mas geralmente sem formar camadas bem definidas. Quando aquecidos por irradiação de estrelas e anãs marrons ou pela flexão e fricção provocada por fortes marés, podem ter oceanos de água misturada com amoníaco, geralmente cobertos por capas de gelo permanente. Podem apresentar criovulcanismo (erupções de gases ou de água líquida) e ter atmosfera permanente ou transitória, dependendo da massa e da temperatura. Exemplos: Plutão, Tritão, Titã, Réia, Tétis, Caronte.

12.   Classe U – subjovianos, também possuem uma densa atmosfera de hidrogênio e hélio, mas a maior parte de sua massa está na forma de rocha e gelo. Geralmente são menos massivos que os verdadeiros jovianos, mas também geram algum calor através de contração (tipicamente, bilhões de megawatts). Dependendo da temperatura, pode variar a composição das nuvens e a cor da atmosfera, que, vista do espaço pode ser azul (nuvens de metano), branca (nuvens de amoníaco), amarela (mistura de nuvens de amoníaco e hidrossulfeto de amônio), laranja (hidrossulfeto de amônio ou compostos orgânicos), branca-azulada (vapor d’água) ou amarela (vapor de sódio).

13.   Classe J – jovianos clássicos, constituídos na maior parte de hidrogênio e hélio, com um núcleo relativamente pequeno de gelo e rocha. As cores das nuvens seguem os mesmos padrões dos subjovianos. Sua massa, inferior a 4.000 vezes a da Terra, é insuficiente para produzir fusão do deutério, mas sua contração pode gerar uma quantidade considerável de calor (tipicamente, da ordem de centenas de bilhões de megawatts). O diâmetro máximo é de 170.000 km. Exemplos: Júpiter e Saturno.

14.   Classe E – jovianos epistelares, suficientemente próximos de suas estrelas primárias (0,05 a 0,10 UA) para que o superaquecimento de sua camada superficial a algo entre 600 ºC e 970 ºC modifique sua aparência e composição química. Devido à perturbação dos movimentos normais de convecção, o diâmetro é sensivelmente maior do que nos jovianos típicos, chegando a 200.000 km para massas iguais a 160 terras e 170.000 km a 180.000 km para massas de 320 a 640 terras. O amoníaco se decompõe e as nuvens visíveis passam a ser compostas principalmente de silicatos de magnésio. O metano é substituído na maior parte por monóxido de carbono. O núcleo sob o manto de hidrogênio metálico pode ser puramente rochoso, sem quantidades apreciáveis de gelo.

Massa

As estrelas são classificadas por magnitudes e quanto mais alto o número atribuído à magnitude, menos a estrela é brilhante. Analogamente, os planetas são classificados por grandeza de massa e quanto mais alto o número atribuído, menor é sua massa. A magnitude 1 corresponde à maior massa possível para um verdadeiro planeta e cada grandeza adicional representa uma redução de 3,16 vezes na massa:

Algumas observações quanto às dimensões desses mundos:

·        Os corpos das classes M, S, V e C existem apenas na forma de corpos pequenos e fragmentos de grandeza 16 a 67.

·        Os corpos da classe K (cometários) variam de K19 a K67.

·        Mundos da classe L (lunares) variam de L9 a L17 (diâmetro mínimo de aproximadamente 600 km).

·        Mundos da classe T (terrestres) variam de T3 a T14. Os de grandeza T3 a T5 são conhecidos como megaterrestres; os T6 e T7, como superterrestres; os T8 “verdadeiros terrestres”; os T9, marginalmente terrestres; e os T10 a T14, subterrestres. Os raríssimos superterrestres têm diâmetro de até 24.000 km, gravidades de até 3 g e atmosferas ricas em hélio. Nos megaterrestres, ainda mais raros, a compressão gravitacional limita o diâmetro a um máximo de 50.000 km, por maior que seja sua massa. Os “marginalmente terrestres” costumam ser áridos e ter atmosferas pouco espessas e pobres em nitrogênio, o que, do ponto de vista dos terrestres, os torna apenas marginalmente habitáveis.

·        Mundos da classe G (ganimedeanos) variam de G3 a G16 (diâmetro mínimo de aproximadamente 600 km).

·        Mundos da classe P (plutonianos) variam de P3 a P19, com um diâmetro mínimo de 200 km. Os superplutonianos (P6 e P7) têm diâmetros de até 35.000 km, o diâmetro dos raros megaplutonianos (P3 a P5) é limitado pela compressão gravitacional a um máximo de 70.000 km, resultando em gravidades 50% menores que as de planetas terrestres da mesma massa.

·        Mundos da classe U (subjovianos) variam de U2 a U6 nas zonas quentes e médias de um sistema estelar, mas nas zonas mais frias podem ser encontrados os chamados microjovianos, com grandeza U7 a U9.

·        As grandezas de mundos das classes J (jovianos clássicos) e E (jovianos epistelares) variam de 1 a 5, raramente 6. Os de grandeza 1 e 2 são também chamados de superjovianos. Para esses mundos, o diâmetro não aumenta com a massa, mas diminui gradualmente com a idade. Superjovianos jovens (cerca de um bilhão de anos) têm diâmetro máximo de 190.000 km; os velhos (cerca de oito bilhões de anos) de até 170.000 km, com densidade de até 10 g/cm³ e gravidade de mais de 20 g no alto da camada de nuvens. Jovianos epistelares de massa comparável a Júpiter (grandeza E3) atingem dimensões maiores: 270.000 km para corpos jovens, 200.000 km para corpos velhos.

Variabilidade da insolação

A variação da insolação depende principalmente da excentricidade orbital, mas em certos casos – como o de planetas que giram em torno de estrelas variáveis – devem-se considerar também outras influências.

Se a insolação média é constante, as temperaturas média e mínima de um planeta tendem a subir à medida que a excentricidade orbital aumente – e a temperatura máxima, mais ainda. Isso acontece porque o aumento no fluxo de radiação recebida da estrela primária quando o planeta chega mais perto de é maior, em termos absolutos, do que a redução nesse fluxo quando chega ponto mais distante.

Naturalmente, a amplitude da variação das temperaturas ao longo do ano também tende a aumentar com a excentricidade orbital, mas o quanto, exatamente, depende de vários fatores, incluindo a presença e a configuração dos oceanos, a densidade da atmosfera e a obliqüidade do eixo. Para um planeta igual à Terra, uma simulação indica as seguintes variações térmicas:

Reconhecem-se as seguintes categorias:

·        Categoria O: órbitas quase perfeitamente circulares, com excentricidade de até 0,06, que resulta em variações na irradiação de no máximo 17% entre o periastro e o apoastro, com efeitos quase insignificantes sobre o clima e a temperatura de um planeta habitável. Exemplos: Vênus, Terra, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Para um planeta como a Terra, isto significa um aumento de, no máximo, 1,5ºC na temperatura média, 1,5ºC na amplitude térmica, 3,5º C na temperatura máxima e 2ºC na temperatura mínima.

·        Categoria A: órbitas visivelmente elípticas, com excentricidade de 0,06 a 0,25, produzindo variações na irradiação de até 74%, suficientes para ter efeitos significativos sobre o clima dos planetas. Exemplos: Marte, Mercúrio, Plutão e a maioria dos asteróides. Para um planeta como a Terra, isto significa um aumento de, no máximo, 6,5ºC na temperatura média, 6,5ºC na amplitude térmica, 15º C na temperatura máxima e 8,5ºC na temperatura mínima. Se o planeta também possuir uma obliqüidade significativa, como Marte, o resultado é acentuar as variações sazonais de temperatura num hemisfério (o Sul, no caso de Marte) e atenuá-las no outro.

·        Categoria B: órbitas com excentricidade de 0,25 a 0,50, que produzem variações de até 800% na irradiação, o que pode ter efeitos drásticos sobre o planeta. Exemplos: Quíron e Juno. Para um planeta como a Terra, isto significa um aumento de até 19ºC na temperatura média, 21ºC na amplitude térmica, 45º C na temperatura máxima e 24ºC na temperatura mínima. Se possuir uma obliqüidade significativa, um dos hemisférios terá amplitudes térmicas suaves, mas o outro estará sujeito a máximas de até 85º C e mínimas de até 15ºC nos continentes de latitudes intermediárias.

·        Categoria C: órbitas com excentricidade de 0,50 a 0,85, que produzem variações de até 15.000% (150 vezes) na irradiação. Exemplo: cometas de curto período e certos pequenos asteróides, como Ícaro. Para um planeta como a Terra isto significa um aumento de até 42ºC na temperatura média, 87ºC na amplitude térmica, 116º C na temperatura máxima e 29ºC na temperatura mínima, o que resulta num mundo inabitável, já que as temperaturas no verão sobem muito acima do ponto de ebulição da água.  Porém, se o planeta estiver mais distante do Sol que a Terra, ou girar em torno de uma estrela menos quente que o Sol, poderá ser parcialmente habitável. Por exemplo, um planeta com órbita de excentricidade 0,7 e raio médio de 1 UA, em torno de uma estrela 29% menos brilhante que o Sol (grau de insolação 8,3), teria uma máxima de 101ºC, uma mínima de -56ºC e uma média de 33ºC.  Nas latitudes intermediárias do hemisfério mais temperado, a temperatura variaria de 0ºC a 60ºC. Nas zonas polares, a temperatura variaria de forma comparável a zonas temperadas da Terra.

·        Categoria D: órbitas com excentricidade de 0,85 a 0,98, que produzem variações de até 980.000% (quase dez mil vezes) na irradiação: Exemplo: cometa de Halley e outros de médio período. Nestas condições, planetas semelhantes à Terra são praticamente inabitáveis.

·        Categoria E: órbitas elípticas com excentricidade superior a 0,98. Exemplo: cometas de longo período.

·        Categoria V: órbitas relativamente circulares (tipo O, A ou B) em torno de estrelas que variam periodicamente de forma regular e cuja variação de brilho se torna mais importante que a excentricidade da órbita para o clima do planeta. Geralmente são gigantes do tipo RR Lyrae, 100 vezes mais brilhantes que o Sol, com períodos de 5 horas a 30 horas e variações de 30% a 500%. Podem também ser as raras supergigantes cefeidas, estrelas 300 a 10 mil vezes mais brilhantes que o Sol com períodos de 1 dia a 70 dias e variações de luminosidade de 10% a 500%.

·        Categoria M: órbitas quase circulares (tipo O ou A) em torno de estrelas anãs do tipo M, sujeitas a variações de brilho aleatórias causadas tanto por manchas estelares que podem reduzir a luminosidade em 10% a 40% por até quatro meses quanto por eventuais protuberâncias que podem aumentar a radiação até 60 vezes, mas por apenas 30 segundos.

·        Categoria X: corpos com órbitas caóticas, cujos parâmetros se alteram a cada revolução. Mais cedo ou mais tarde, acabam colidindo com outros mundos ou são ejetados de seus sistemas estelares.

·        Categoria Y: corpos com órbitas relativamente circulares, mas que sofrem variações significativas de insolação por fazerem parte de sistemas estelares múltiplos.

·        Categoria Z: planetas e cometas que vagam no espaço interestelar.

Note que essas categorias referem-se a órbitas em torno do Sol, que são as determinantes em relação à quantidade de irradiação. No caso de satélites que orbitam planetas, considera-se a excentricidade da órbita do planeta e não a do satélite.

A excentricidade das órbitas pode variar de forma irregular ao longo do tempo. No caso da Terra, varia de 0,00 a 0,06 em períodos de 400 mil anos, com variações menores em períodos de 100 mil anos. No caso de Marte, está atualmente variando de 0,06 a 0,12 em períodos da ordem de 100 mil anos. A amplitude das variações pode chegar a até 0,00 a 0,12 em períodos da ordem de três milhões de anos.

Insolação média

Graus de insolação média (*) Válido para o Sistema Solar e outros com estrelas primárias de brilho igual ao do Sol; como o fator determinante é a radiação, em estrelas mais brilhantes, as distâncias serão maiores e nas menos brilhantes, menores. (**) Temperatura de equilíbrio de um corpo totalmente negro (sem efeito estufa), colocado a essa distância da estrela primária.

Um dos fatores mais importantes na determinação da natureza de um planeta ou satélite é a quantidade de energia que recebe de sua estrela primária, ou insolação média. É determinado por dois fatores principais: a distância média da estrela primária e a quantidade de energia que ela irradia, o que depende da classificação da estrela.

A insolação média é definida como aquela que o corpo recebe quando está a uma distância da estrela primária correspondente ao semi-eixo maior de sua órbita, conforme a tabela ao lado.

Combinando esta tabela com a de variação da insolação, resulta que a órbita de Mercúrio é classificada como A6, a de Vênus O7, a da Terra O8 e a de Marte A9, por exemplo.

Cada tipo de biosfera tem sua faixa de tolerância à insolação, conhecida como biozona.

No caso do Sistema Solar, por exemplo, a biozona para biosferas de tipo gaiano-fanerozóico e planetas de órbita circular se estende de 127 milhões de quilômetros (0,85 UA) a 225 milhões de quilômetros do Sol (1,5 UA), o que corresponde a graus de insolação de 7,7 a 8,7.

Técnicas de engenharia planetária e terraformação podem ampliar essa biozona. Planetas muito frios podem ser aquecidos com espelhos orbitais e manipulação da atmosfera para aumentar o efeito estufa. Planetas excessivamente quentes também podem ser melhorados, por meio da redução do efeito estufa e do aumento do albedo da atmosfera (a quantidade de energia solar que é irradiada de volta para o espaço). Através de meios como esses, a biozona gaiano-fanerozóica pode ser estendida para algo entre 7,3 e 9,6.

A excentricidade da órbita também pode afetar os limites da biozona: planetas com órbitas elípticas tendem a ter temperatura média superior a outros de órbita circular à mesma distância média da estrela primária, pois o aumento na quantidade de calor recebido perto do periélio é maior que a diminuição da quantidade recebida no afélio. Para um planeta cuja órbita é de excentricidade 0,7, por exemplo (categoria C), a biozona natural se estenderia de 170 milhões a 266 milhões de km (1,2 a 1,8 UA), o que corresponde a um grau de insolação média de 8,2 a 9,0.

Eis as faixas de tolerância aproximadas para alguns tipos de biosfera:

(*) considera órbita circular e ausência de intervenção tecnológica, salvo observação em contrário

Obliqüidade

Um dos parâmetros que classificam a rotação do planeta é a obliqüidade ou inclinação do eixo.  As categorias são as seguintes:

·        Categoria O: inclinação de menos de 3º, tão pequena que, dependendo do relevo, regiões dos pólos podem ficar permanentemente escuras ou quase permanentemente iluminadas. Isto é particularmente importante para mundos pequenos e sem atmosfera em zonas relativamente quentes, pois as zonas de sombra permanente podem acumular gelo e gases congelados, muito úteis para eventuais colonizadores. Exemplos: Mercúrio e Lua. Num planeta como a Terra, as amplitudes térmicas das estações na faixa temperada seriam inferiores a 2ºC.

·        Categoria A: inclinação de 3º a 10º, com efeitos pouco significativos sobre o clima, mesmo em planetas de atmosferas não muito espessas. Exemplos: Vênus e Júpiter. Num planeta como a Terra, as amplitudes térmicas das estações na faixa temperada não passariam de 6ºC.

·        Categoria B: inclinação de 10º a 30º, com efeitos importantes sobre o clima de planetas com atmosferas moderadamente espessas, criando estações bem definidas nas zonas temperadas, com amplitudes térmicas freqüentemente na faixa de 5ºC a 20ºC. Exemplos: Terra, Marte, Saturno e Netuno.

·        Categoria C: inclinação de 30º a 45º, que pode ter efeitos drásticos sobre o planeta. Exemplo: Plutão. Um planeta semelhante a Terra teria amplitudes térmicas tipicamente de 20ºC a 40ºC, entre os meses mais frios e mais quentes das zonas temperadas.

·        Categoria D: inclinação de 45º a 60º. Com essa inclinação, a incidência média dos raios solares sobre o Equador é praticamente igual à dos pólos e a zona “temperada” passa a ser a mais cálida. Um planeta como a Terra ficaria na maior parte coberto de gelo, como de fato aconteceu na última fase do período proterozóico (de 750 milhões a 550 milhões de anos atrás).

·        Categoria E: inclinação de 60º a 90º, o que deixa o planeta praticamente “tombado” em relação ao plano de sua órbita; na maior parte de sua superfície, o sol nasce e se põe apenas uma vez por ano. Exemplo: Urano. Um planeta como a Terra passaria a ter uma temperatura média mais baixa no Equador – que passa a receber uma insolação permanentemente baixa – do que nas regiões polares. As áreas continentais de alta latitude podem chegar a temperaturas da ordem de 90ºC no auge do verão, caindo muito abaixo de -100ºC no inverno.

Mundos cujos movimentos são perturbados por planetas vizinhos de massa significativa (menos de 1 UA para planetas como a Terra ou Marte) podem sofrer oscilações significativas em seu eixo ao longo das eras, a menos que sua rotação seja muito rápida (menos de 20 horas ou menos de 10 horas, dependendo das condições exatas), muito lenta (comparável ou igual ao período de translação) ou seja estabilizada por condições especiais, tais como o posicionamento numa rara zona de estabilidade ou, em certas zonas, a presença de grandes satélites.

A obliqüidade de Marte, por exemplo, oscila atualmente entre 15º e 35,5º num período de 100 mil anos e sofreu oscilações caóticas ainda maiores (de 0º a 60º) ao longo de sua existência, que ocasionalmente resultaram na evaporação de suas calotas polares e na elevação de sua pressão atmosférica para até 200 milibares. No caso de Marte, pode-se calcular que, devido à precisa configuração das demais influências planetárias, um satélite como a Lua não ajudaria a estabilizar o eixo – pelo contrário, daria uma contribuição adicional à sua instabilidade.

No caso da obliqüidade da Terra, o efeito estabilizador da Lua, nos últimos 400 milhões de anos, tem limitado a oscilação a um intervalo de 22,1º e 24,5º ao longo de um ciclo de 41 mil anos. A variação seria aproximadamente a mesma se a Lua não existisse, mas o período de rotação fosse de oito horas. Dada a atual configuração de oceanos, geleiras e continentes, essa pequena oscilação é suficiente para afetar significativamente o clima provocar as periódicas idades do gelo. E mesmo na Terra, a acumulação de variações aleatórias causadas pelo deslocamento de massas de gelo pode às vezes provocar variações de obliqüidade muito maiores: no final do período proterozóico (750 milhões a 550 milhões de anos atrás), o eixo da Terra chegou a se inclinar 54ºC.

Dia sinódico

O último parâmetro que classifica os planetas é o dia sinódico ou solar na zona equatorial, ou seja, o período que decorre, nessa região, entre dois ocasos ou duas alvoradas, que é uma função do período de translação e do período de rotação ou dia sideral. As categorias são as seguintes:

(*) estimativa para temperaturas em um planeta semelhante à Terra, perto do equinócio, numa zona climática média.

(**) para um planeta com raio e massa equivalentes à da Terra

A categoria 0 corresponde aproximadamente à rotação mais rápida possível para um planeta de tipo terrestre ou plutoniano. Uma rotação ainda mais rápida (de uma das categorias negativas) é suficiente para desintegrar a maioria dos planetas. É possível, porém para corpos muito densos (como anãs brancas, pulsares etc.) ou muito pequenos (pequenos asteróides com menos de 200 metros). A categoria x aplica-se a corpos cuja rotação é caótica e varia continuamente devido à atração de outros corpos celestes.

Dias solares de categorias 12 a 15 e às vezes ainda mais longos, comparáveis ao período de translação, são comuns em planetas próximos de suas estrelas primárias, como é o caso de Mercúrio e era o caso de Vênus antes de sua terraformação. Resultam da travagem de sua rotação sinódica pelo atrito resultante das forças de maré, sem chegar a uma parada total.

No caso de Mercúrio, a rotação sideral fixou-se em exatamente 2/3 da translação e a sinódica em exatamente o dobro da translação. Esse resultado foi possibilitado pelas librações decorrentes da excentricidade de sua órbita.

No caso de Vênus, a rotação sideral fixou-se em cerca de 108,15% da translação e a sinódica em 51,96%. Isso resultou do efeito das marés térmicas resultantes do aquecimento e esfriamento de uma atmosfera de 90 bares, que atuavam em sentido contrário ao das marés gravitacionais, impedindo a travagem total. Quanto mais densa a atmosfera, mais curto pode ser o período de rotação sinódica atingido no equilíbrio final.

Planetas próximos às suas estrelas primárias, com atmosferas pouco densas e órbitas aproximadamente circulares, tendem a uma travagem total. É o que ocorre em pouco menos da metade dos planetas habitáveis semelhantes à Terra e com órbitas circulares que giram em torno de estrelas de tipo K0 a K3, na grande maioria dos em torno de estrelas de tipo K4 a K9 e em praticamente todos em torno de estrelas do tipo M e anãs marrons. Em tais sistemas, a zona compatível com biosferas de tipo gaiano está parcialmente ou totalmente dentro da faixa em que a rotação de planetas de tipo terrestre é travada em até 4 bilhões de anos (a menos que sua rotação inicial fosse extremamente rápida).

Isso não se aplica a satélites de tamanho comparável à Terra que orbitam planetas de grande massa dentro da zona gaiano-compatível de uma estrela anã K ou M. Como são travados muito mais pelo planeta próximo do que pela estrela relativamente distante, seu período de rotação é igual ao da sua translação em torno do planeta. Dependendo da massa desse planeta e de sua distância do satélite, o dia sinódico pode variar de menos de 6 horas a mais de 90 dias e freqüentemente está dentro de limites cômodos para habitantes da Terra.

Muitos planetas totalmente travados são habitáveis. Se houver atmosfera suficiente, a circulação de calor entre o lado iluminado e o escuro evita que a temperatura do lado escuro caia abaixo da temperatura de congelamento dos gases que a compõe e possibilita a existência de água líqüida em parte da superfície. A maior parte desse fluxo é providenciado por correntes de jato de grande altitude, de modo que o vento na superfície, mesmo na linha do Terminador (que separa o lado iluminado do escuro), são tipicamente de apenas 5 m/s a 10 m/s.

·        Com atmosfera de 100 milibares (sob a qual a água ferve a 46ºC e o gás carbônico sublima a -95ºC) e insolação semelhante à da Terra (grau 8), a temperatura atinge 90ºC no ponto mais quente e fica entre -20ºC e -80º C nas intersecções entre o Terminador e o Equador. Num planeta sem relevo significativo e do tamanho da Terra, a faixa de temperaturas amenas (10ºC a 30ºC) que circunda o pólo quente tem 8.000 km de raio máximo, cerca de 1.000 km de largura e cobre 9% da área do planeta. A faixa de temperaturas que permitem vida gaiana e fanerozóica (-30ºC a 40ºC) tem 9.000 km de raio máximo e 3.000 km de largura, cobrindo 28% do planeta. O lado escuro é extremamente frio (abaixo de -70ºC) e, se tiver oceanos, eles poderão congelar a até 3 km de profundidade, mas seu fundo pode permanecer líqüido devido ao calor radiado pelo núcleo do planeta.

·        Com atmosfera de 1.000 milibares, a temperatura atinge um máximo de 50ºC no ponto mais quente e fica entre -5ºC e +10º C nas intersecções entre o Terminador e o Equador. Num planeta do tamanho da Terra, a faixa de temperaturas amenas (10ºC a 30ºC) que circunda o pólo quente tem 9.000 km de raio máximo, cerca de 1.600 km de largura e cobre 16% da área do planeta. Quase todo o lado iluminado pode ter água líqüida e vida vegetal e mesmo o lado escuro, embora não possa sustentar vida vegetal, tem temperaturas compatíveis com vida animal fanerozóica (-25ºC a +10ºC). As camadas de gelo sobre os oceanos do lado escuro não passam de 700 metros de espessura.

·        Com atmosfera de 1.500 milibares, sob insolação 20% menor que a da Terra (grau 8,2), a temperatura não chega a 40ºC no ponto mais quente e fica entre 0ºC e 15º C nas intersecções entre o Terminador e o Equador. Num planeta do tamanho da Terra, a faixa de temperaturas amenas (10ºC a 30ºC) que circunda o pólo quente tem 8.600 km de raio máximo, cerca de 2.500 km de largura e cobre 26% da área do planeta. Mesmo do lado escuro, grande parte da zona equatorial fica acima de 0º C e poucas áreas ficam abaixo de -10ºC, permitindo a existência de água líqüida na maior parte do planeta. As camadas de gelo sobre os oceanos não passam de 300 metros.

Atividade geológica e biológica

Planetas sem vida

1.       Classe i – ioanos, demasiados pequenos para reter atmosfera, mas com forte atividade vulcânica, por serem muito jovens ou devido ao aquecimento por marés. Exemplo: Io.

2.       Classe h – hadeanos, mundos com forte atividade vulcânica, crosta instável, atmosfera contendo ao menos gás carbônico em quantidades significativas (60 a 300 milibares) e possivelmente hélio, nitrogênio, hidrogênio e gases sulfúricos, mas praticamente nenhum oxigênio ou metano. Pode haver mares de água ou outros líqüidos, dependendo da temperatura. Normalmente ainda sem vida, ou com vida muito incipiente. A Terra pertenceu a essa categoria durante o período hadeano (os primeiros 600 milhões de anos de sua existência).

3.       Classe m – mercuriais, com algum vulcanismo, mas sem atmosfera permanente, seja porque sua gravidade é insuficiente para retê-la sob as condições de insolação decorrentes de sua órbita, seja por terem-na perdido em algum evento catastrófico (por exemplo, a transformação de sua estrela principal numa gigante vermelha). Exemplo: Mercúrio.

4.       Classe a – azóicos, mundos terrestres ou metálicos estabilizados, com vulcanismo e atmosfera, mas que não desenvolveram vida.

5.       Classe v – venusianos, possuem algum vulcanismo e atmosferas extremamente espessas de gás carbônico, cujo efeito estufa, em combinação com a irradiação solar, resulta em temperaturas demasiado altas para permitir a existência de água. São branco-amareladas devido a espessas camadas de nuvens de ácido sulfúrico. Exemplo: Vênus, antes da terraformação.

6.       Classe t – tritonianos,  mundos ganimedeanos ou plutonianos com atmosferas mantidas por criovulcanismo ou pelo aquecimento periódico da superfície. Exemplos: Tritão, Plutão.

7.       Classe e – enceladianos, mundos ganimedeanos ou plutonianos cobertos por uma camada de gelo espessa e permanente, sob a qual possuem quantidades significativas de água ou amônia líqüida, graças a calor originado da radioatividade do seu núcleo, de flexão por marés; às vezes, também com atmosfera e criovulcanismo, mas sem vida. Exemplos: Encélado, Ganimedes.

8.       Classe o – seleníticos, mundos sem qualquer vulcanismo, líqüidos ou atmosfera. Exemplo: Lua, asteróides.

9.       Classe j – jovianos azóicos, mundos jovianos que não desenvolveram vida.

Planetas com biosferas baseadas em carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio

10.   Classe g – gaianos, mundos terrestres suficientemente grandes para reter atmosfera e que desenvolveram atividade biológica baseada em carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio (embora outros elementos, como fósforo, enxofre, potássio, magnésio, cálcio e ferro, também possam desempenhar papéis vitais). A base da ecosfera é constituída de vegetais que, através de fotossíntese, convertem energia solar em compostos de carbono. Atmosferas tênues (50 a 400 milibares) podem ter como componente principal nitrogênio, gás carbônico ou, mais raramente (e somente em biosferas fanerozóicas), o oxigênio. Atmosferas médias (400 a 4.000 milibares), de mundos de tamanho médio, tendem a ser dominadas pelo nitrogênio. Atmosferas espessas (4.000 a 40.000 milibares), de mundos terrestres massivos (duas a oito vezes maiores que a Terra), costumam conter também grandes quantidades de hélio.

10.1. Subclasse ga – gaianos-arqueanos, têm atmosfera com pelo menos um milibar de dióxido de carbono, 1 a 10 milibares de metano e traços (da ordem de 0,0001 a 0,01 milibar) de oxigênio e hidrogênio. Normalmente têm vida bacteriana em abundância. Mares ricos em carbonatos. Nuvens alaranjadas de hidrocarbonetos envolvem totalmente o planeta, impossibilitando visualizar a superfície do espaço.

10.2. Subclasse gp – gaianos-proterozóicos, são mundos com atmosfera com pelo menos 0,1 milibar de dióxido de carbono, pequena quantidade (da ordem de 0,1 a 10 milibares) de oxigênio e traços (da ordem de 0,01 milibar) de metano. Têm vida eucariótica diversificada, incluindo algas verdes. Estes planetas costumam ter cor verde e céu azul-pálido, com muito pouca cobertura de nuvens. A Terra pertenceu a essa categoria no período proterozóico, bem como Marte nos estágios iniciais de terraformação.

10.3. Subclasse gf – gaianos-fanerozóicos, são mundos semelhantes à Terra, com oxigênio abundante (120 a 360 milibares) e pequena quantidade (de 0,1 a 10 milibares) de dióxido de carbono. Têm vida multicelular diversificada. Há considerável margem para variação climática: as temperaturas médias podem ser tão baixas quanto 5ºC, como a da Terra durante o auge da era glacial, quando a concentração de CO₂ era de 0,18 milibares, ou tão altas quanto 22ºC, como a Terra durante o ordoviciano, quando o CO₂ chegou a 6 milibares. Estes planetas costumam ter cor azul-escura, com maior ou menor cobertura de nuvens brancas.

10.3.1.                Ordem gfx – gaianos-fanerozóicos xéricos, com pouco gelo ou água, apenas rios e lagos temporários e, talvez, algumas geleiras perto dos pólos ou em montanhas altas. As formas de vida mais avançadas freqüentemente permanecem latentes ou em hibernação, para se manifestar, temporariamente, depois de uma chuva. Não há áreas não-desérticas permanentes, mas entre 5% e 15% da superfície podem desabrochar, temporariamente, nas estações úmidas. De 80% a 95% da superfície do planeta é constituído de desertos permanentes, quentes ou gelados. São particularmente comuns em torno de estrelas do tipo F.

10.3.2.                Ordem gfd – gaianos-fanerozóicos desérticos, possuem 10% a 25% da superfície coberta por água, na maior parte muito salgada, mas suficientemente abundante para possibilitar a existência permanente de formas de vida avançadas em suas margens. No máximo 10% da superfície é permanentemente não-desértica, mas essa área pode se expandir para 25% durante as estações mais úmidas. De 50% a 80% da superfície do planeta é permanentemente deserto. São particularmente comuns em torno de estrelas do tipo F.

10.3.3.                Ordem gfc – gaianos-fanerozóicos continentais, que possuem 25% a 50% da superfície coberta por água e o restante por áreas continentais com vastas áreas férteis, apesar de metade ou mais dos continentes serem desérticos. De 15% a 30% da superfície do planeta é constituída de terras não-desérticas. As variações sazonais podem ser drásticas. Estes mundos costumam gerar as criaturas particularmente rudes e ferozes. São mais comuns em torno de estrelas do tipo F ou G.

10.3.4.                Ordem gft – gaianos-fanerozóicos talássicos, com 50% a 90% de água na superfície, como a própria Terra. Os desertos ocupam menos de 50% da área dos continentes. A extensão das terras não-desérticas é comparável ao da ordem gfc, mas os oceanos são mais vastos e mais ricos em vida e as variações climáticas são mais suaves, principalmente junto aos oceanos. Configurações complexas de mares e continentes costumam dar lugar a ecossistemas muito diversificados. São mais comuns em torno de estrelas do tipo G.

10.3.5.                Ordem gfp – gaianos-fanerozóicos pelágicos, com 90% a 99% de água na superfície. Não há áreas desérticas significativas. A maior parte da terra firme é constituída de ilhas de tamanho regular. Grande parte dos oceanos é constituída de zonas relativamente rasas formadas por plataformas continentais inundadas, com abundante vida animal e vegetal. A vida terrestre é bastante diversificada devido ao isolamento das áreas terrestres, mas animais de grande porte são raros. As variações climáticas tendem a ser suaves.. São mais comuns em torno de estrelas do tipo G ou K.

10.3.6.                Ordem gfa – gaianos-fanerozóicos abissais, com a superfície totalmente coberta de água, salvo, talvez, algumas ilhas vulcânicas e atóis de coral. Oceanos profundos (média de um km a 6 km), com poucas áreas rasas. Vida marítima menos abundante que nos fm e fo, devido à menor abundância de minerais dissolvidos. A vida terrestre, se existe, é limitada a líquens e animais mais ou menos equivalentes a ácaros e insetos terrestres. São particularmente comuns em torno de estrelas do tipo K.

10.3.7.                Ordem gfb – gaianos-fanerozóicos hadais, com a superfície totalmente coberta de oceanos extremamente profundos, de 6 a até cerca de 110 km. A esta profundidade, se a gravidade for igual à da Terra, a pressão no fundo chega a mais de 11 mil bares e força a água a se condensar em gelo-VI, sólido mais denso que o gelo comum e mesmo que a água líquida. A escassez de minerais geralmente torna a vida menos desenvolvida e abundante do que nos mundos de ordem gfb.

10.3.8.                Ordem gfs – gaianos-fanerozóicos psálicos, mundos cuja rotação foi travada por forças de maré, mostrando sempre a mesma face para sua estrela primária. Possuem uma configuração de climas característica e estável, com um pólo permanentemente quente perto do centro da face iluminada, uma zona permanentemente temperada na periferia da face iluminada e uma metade permanentemente escura e glacial.

10.3.9.                Ordem gfe – gaianos-fanerozóicos excêntricos, mundos com órbitas fortemente elípticas ou com eixos muito inclinados, que sujeitam grande parte de sua superfície a variações climáticas extremas. Apenas uma parcela relativamente pequena da superfície – 5% a 30% – possui temperaturas compatíveis com vida fanerozóica durante todo o ano. O restante é desértico ou habitado apenas durante a estação mais amena. por seres migratórios ou de ciclo de vida curto.

10.3.10.             Ordem gfy – gaianos-fanerozóicos psicrozóicos, muito frios (média da ordem de -30ºC), com capas de gelo de um quilômetro ou mais de espessura que cobrem a maior parte da superfície terrestre e marítima. As áreas terrestres menos frias são cobertas de tundra, salvo raros pontos vulcânicos quentes. Apesar disso, apresentam formas de vida avançadas, ao menos nos oceanos.

10.3.11.             Ordem gfl – gaianos-fanerozóicos alternantes, mundos com variações climáticas tão extremas que a biosfera gaiana é periodicamente destruída e sobrevive apenas através de esporos que renascem quando as condições voltam a se tornar favoráveis. Em alguns casos, uma biosfera termogaiana temporária se desenvolve durante a estação quente. O exemplo mais interessante é o de Abior, planeta com atmosfera muito densa que tem uma órbita quase circular e com período de 153 dias em torno de uma anã vermelha M7. Essa anã teve, durante mais de um bilhão de anos, uma orbita de excentricidade 0,845 e período de 86 anos em torno de uma estrela branco-amarelada F0. Durante 80 anos desse ciclo, o planeta tinha uma biosfera gaiana-fanerozóica relativamente normal. Durante seis anos, porém, ele se aproximava tanto da estrela primária que a temperatura subia acima de 100 ºC. A biosfera gaiana era incinerada e se formava uma primitiva biosfera termogaiana temporária. Quando a anã vermelha voltava a se afastar da primária, essas criaturas morriam e a biosfera gaiana voltava a florescer por mais 80 anos. Há cerca de 300 milhões de anos, porém, esse sistema teve uma quase-colisão com uma estrela azul de classe B9 que capturou a anã vermelha, sem afetar drasticamente a órbita de seu planeta. A atual órbita da anã vermelha, em torno da sua nova estrela primária, tem um período de 459 anos, com excentricidade 0,814. A fase gaiana passou a durar 411 anos e a termogaiana 48 anos, o que tornou possível a evolução de formas de vida complexas e até inteligentes em ambas as fases. O período de rotação é de 23,5 horas terrestres.

10.4. Subclasse gk – gaianos-criptozóicos, são mundos decadentes, cujos processos geológicos estão praticamente extintos; na maior parte, a água e atmosfera perderam-se no espaço ou se condensaram como gelo. Atmosfera rala, geralmente contendo 1 a 50 milibares de gás carbônico e pouco mais. A vida existe em formas muito simples e abaixo da superfície e novos episódios vulcânicos ou a engenharia planetária de civilizações avançadas podem fazer tais mundos voltar à vida. Estes planetas costumam ter a cor marrom ou vermelha do solo exposto. Marte, antes da terraformação, pertencia a esta categoria.

10.5. Subclasse gc – gaianos-carbozóicos, têm biosferas de tipo gaiano em que o efeito estufa resultante de altos teores de gás carbônico na atmosfera produz altas temperaturas, precipitações contínuas e amplas áreas de vegetação espessa. Chuvas carregadas de ácido carbônico produzem terrenos fantasticamente erodidos. Quase sempre coberto de nuvens brancas e com temperatura superficial média da ordem de 50ºC.

10.6. Subclasse ga – gaianos-amoniozóicos, têm oceanos de amônia (solução de água com até 30% de amoníaco, que congela a -72,4ºC e ferve a 28,3ºC) e baixas temperaturas médias, tipicamente -15ºC. Quase sempre cobertos de nuvens brancas.

10.7. Subclasse gt – gaianos-tecnozóicos, têm biosferas totalmente transformadas para sustentar uma civilização tecnológica avançada. Toda a superfície do planeta, incluindo desertos e oceanos, está coberta de áreas urbanas e de cultivos ultra-intensivos – estufas hidropônicas ou equivalente – às vezes substituídos por reciclagem de dejetos e/ou importação de alimentos de outros mundos. A população em que esse estado é atingido depende dos recursos do planeta e de características da espécie dominante e de seus padrões de consumo, mas para humanóides típicos num planeta como a Terra é de algumas dezenas de bilhões. Alguns desses mundos chegam a ter dezenas de trilhões de habitantes. Exemplo: Trantor.

10.8. Subclasse gn – gaianos-noozóicos, têm biosferas que adquiriram um alto grau de consciência coletiva e passaram a agir como um superorganismo inteligente, formado por inúmeros elementos - animais, plantas, fungos, microorganismos, vírus, mecanismos e nanomecanismos. Exemplo: Solaris.

11.   Classe k – escotogaianos, mundos que desenvolveram atividade biológica baseada em carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e, freqüentemente, enxofre, mas não em fotossíntese. Estão cobertos por uma camada de gelo espessa e permanente, estão demasiado longe das estrelas primárias, ou vagam no espaço interplanetário, de forma que não recebem quantidades significativas de luz. Apesar disso, possuem quantidades significativas de água ou amônia líqüida, graças a calor originado da radioatividade do seu núcleo ou de sua flexão por marés e, às vezes, também possuem atmosfera.

11.1. Subclasse kh – escotogaianos hídricos – mundos com uma camada de água líqüida, geralmente salgada, que não recebe luz, por estar coberta de gelo ou por estar muito longe de qualquer estrela. Os ciclos vitais se mantêm graças a fossas hidrotermais no fundo do oceano, que soltam jatos de compostos químicos a altas temperaturas (até 500 ºC) e altas pressões. Bactérias sulfúricas oxidam enxofre e ácido sulfídrico como fonte de energia e podem eventualmente sustentar simbiontes e predadores mais complexos.

11.1.1.                Ordem kha – escotogaianos hídricos apágicos, mundos cujo abundante calor interior é retido por uma atmosfera densa, permitindo a existência de água líqüida também na superfície.

11.1.2.                Ordem khl – escotogaianos hídricos leptopágicos, que possuem, sobre seu oceano, uma camada de gelo superficial relativamente fina (até 10 km), sujeita a movimentos e freqüentes erupções de água que a deixam branca e brilhante, às vezes com manchas castanho-avermelhadas resultantes de erupção de material orgânico do interior. Exemplo: Europa.

11.1.3.                Ordem khp – escotogaianos hídricos paquipágicos, com uma camada de gelo espessa (até 200 km), praticamente imóvel, escura e marcada por crateras. Exemplo: Calisto.

11.1.4.                Ordem khc – escotogaianos hídricos cíclicos, mundos com uma órbita muito excêntrica e de longo período, que durante uma parte de seu período de translação se aproximam de sua estrela primária de modo a permitir o desabrochar temporário de vida fotossintética e mesmo o derretimento parcial da camada de gelo. Durante 90% a 99% a biosfera tem um caráter tipicamente escotogaiano, mas no breve período quente – geralmente poucos meses de um período de translação de anos ou décadas –, surge uma efêmera biosfera quase gaiana. Seus restos, depois do recongelamento, sustentam uma biosfera escotogaiana mais ativa que o usual.

11.2. Subclasse ka – escotogaianos amoniacais, mundos em que uma camada de gelo cobre um oceano de amônia – água contendo grande quantidade de amoníaco dissolvido, além de sais, enxofre e fósforo. São geralmente mais frios e contêm mais gelo e água do que os da subclasse hídrica. Os oceanos freqüentemente são tão profundos que a pressão no fundo chega a mais de 11 mil bares (o que exige 110 km de água ou gelo comum, se a gravidade for igual à da Terra) e força a amônia a se condensar em gelo-VI, sólido mais denso que o gelo comum e mesmo que a água líquida. Jatos criovulcânicos (até 30 ºC) contendo compostos químicos oriundos do núcleo podem atravessar essa camada de gelo-VI e chegar ao fundo do oceano. Bactérias metanógenas na camada superior do líqüido produzem metano a partir de monóxido de carbono e hidrogênio e bactérias nitrógenas produzem nitrogênio a partir do amoníaco.

11.2.1.                Subclasse kal – escotogaianos amoniacais leptopágicos, análogos aos hídricos, mas cujo oceano é constituído de amônia.

11.2.2.                Subclasse kap – escotogaianos amoniacais paquipágicos, com uma camada de gelo espessa.

11.2.3.                Subclasse kah – escotogaianos amoniacais hidrocarbônicos: as condições de temperatura e gravidade são tais que o metano e o nitrogênio filtram-se através do gelo superficial e formam uma espessa atmosfera. A radiação transforma o metano em etano, acetileno e outros hidrocarbonetos mais complexos, originando densas nuvens alaranjadas e, dependendo da temperatura, mares de metano e etano e uma biosfera secundária de seres que biodegradam esses hidrocarbonetos, combinando-os com monóxido de carbono. Exemplo: Titã

12.   Classe t – termogaianos, mundos com atmosferas muito densas (10 a 100 bares), dominadas por gás carbônico e com quantidades significativas de nitrogênio. Muito aquecidas por efeito estufa, mas dentro de limites que permitem, como numa caldeira ou panela de pressão, manter a água líquida a temperaturas muito mais altas que na Terra, até o limite de 374 ºC (ponto crítico da água). Por exemplo, temperatura média de 100 ºC com 30 bares de pressão, ou 200 ºC com 100 bares. Essas condições permitem o desenvolvimento de atividade biológica baseada em carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e metais do tipo termogaiano, em que um aeroplâncton proporciona alimento para formas de vida mais complexas na superfície.

12.1. Subclasse ta – termogaianos-arqueanos, com vida bacteriana flutuando em meio às nuvens de ácido sulfúrico e nos mares de água carbonatada, produzindo hidrocarbonetos e dando às nuvens uma cor marrom ou alaranjada.

12.2. Subclasse tp – termogaianos-proterozóicos, possuem um aeroplâncton de algas verdes flutuando na alta atmosfera, dando à atmosfera algum oxigênio (da ordem de 1 milibar) e envolvendo o planeta em nuvens verdes.

12.3. Subclasse tf – termogaianos-fanerozóicos, possuem cadeias alimentares complexas baseadas no aeroplâncton, incluindo plantas-balões e animais aéreos, aquáticos e terrestres. A biosfera desenvolveu um ambiente bioquímico rico em oxigênio (100 milibares ou mais). Tais biosferas apresentam poucas variações sazonais, mas são sujeitas a tempestuosas variações caóticas. Geralmente têm cor verde-azulada.

13.   Classe d – diogaianos, mundos com razoável quantidade de vapor d’água e irradiação solar, onde se forma vida baseada em carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio que flutua no gás e se nutre de luz e de moléculas orgânicas sintetizadas pelos raios solares a partir do metano da atmosfera, constituindo o chamado dioplâncton.

13.1. Subclasse da – diogaianos-arqueanos, só com vida bacteriana, que reforça a característica cor marrom-avermelhada ou alaranjada dos planetas jovianos menos frios.

13.2. Subclasse dp – diogaianos proterozóicos, com um dioplâncton de algas verdes que flutuam na atmosfera e lhe acrescentam tons de verde.

13.3. Subclasse df – diogaianos fanerozóicos, em que predadores e seres fotossintéticos de grande porte também flutuam na atmosfera, que toma cores mais variadas.

13.3.1.                Ordem dfb – diogaianos fanerozóicos hiperbáricos, em que a distância da estrela primária é tão grande que a camada com temperatura mais adequada a formas de vida complexas está submetida a pressões elevadas – tipicamente, 5 a 30 bares. Exemplo: Júpiter, depois de sua colonização.

13.3.2.                Ordem dfm – diogaianos fanerozóicos mesobáricos, em que a distância da estrela primária é intermediária e a camada com temperatura adequada está submetida a pressões intermediárias – tipicamente, 1,5 a 5 bares.

13.3.3.                Ordem dfh – diogaianos fanerozóicos hipobáricos, relativamente próximos da estrela primária, em que a camada de temperatura adequada está localizada em camadas de grande altitude, sob pressão inferior a 1.500 milibares.

Planetas com biosferas raras e exóticas

14.   Classe s – sulfúricos, possuem temperaturas muito altas (100ºC a 300ºC) e desenvolveram lagos ou mares de ácido sulfúrico fumegante e de enxofre fundido, nos quais se desenvolveram exóticas formas de vida de metabolismo acelerado, baseadas em compostos de hidrogênio, enxofre, silício e metais. Vistos do espaço, esses mundos são amarelos.

15.   Classe p – fosfóreos, possuem uma biosfera do tipo fosfóreo, baseada em hidrogênio, oxigênio, fósforo e nitrogênio, que libera na atmosfera quantidades significativas de óxidos de nitrogênio. Há fosfovegetais que absorvem dióxido de nitrogênio da atmosfera e fósforo do chão, reduzem o dióxido de nitrogênio e produzem compostos de fósforo e nitrogênio, liberando oxigênio na atmosfera. Pode haver fosfoanimais ou fosfofungos que respiram oxigênio, consomem os fosfovegetais, metabolizam seus compostos, exalam dióxido de nitrogênio e excretam substâncias ricas em fósforo no solo. Esses planetas são de cor castanho-avermelhada, devido à abundância de NO₂ na atmosfera.

16.   Classe n – fosfínicos, possuem uma biosfera do tipo fosfínico, baseada em hidrogênio, oxigênio, fósforo e nitrogênio, que libera na atmosfera quantidades significativas de fosfina (PH₃). Os fosfinovegetais absorvem fosfina da atmosfera e nitratos do chão, reduzem o dióxido de nitrogênio e produzem compostos de fósforo e nitrogênio, liberando oxigênio na atmosfera. Pode haver fosfinoanimais ou fosfinofungos que respiram oxigênio, consomem os fosfovegetais, metabolizam seus compostos, exalam fosfina e excretam substâncias ricas em nitrogênio no solo. Esses planetas são de cor amarelada.

17.   Classe a – termoamoniacais, mundos densos, quase jovianos, com atmosferas que contêm hidrogênio e amoníaco gasoso e biosfera baseada em hidrogênio, oxigênio, fósforo e nitrogênio. É formada por amoniovegetais que absorvem amoníaco da atmosfera e fósforo do chão, oxidam o amoníaco, formam compostos de fósforo e nitrogênio e liberam hidrogênio. Os animais respiram hidrogênio e consomem os vegetais, convertendo seus compostos em amoníaco e fósforo. São de cor esbranquiçada.

18.   Classe f – crioamoniacais, possuem biosferas de baixa temperatura (-78°C a -33°C) com atmosferas de nitrogênio e hélio e mares de amoníaco líqüido que contêm até 10% de metais em solução, o que lhes dá uma cor de cobre ou bronze. A bioquímica, de ritmo muito lento, é muito diferente da observada nos termoamoniacais e pode ser muito variada, incluindo criaturas fungóides e semicristalinas em cujo metabolismo o hidrogênio, o nitrogênio, o oxigênio, o silício e os metais têm um papel importante.

19.   Classe x – fluóricos, possuem biosferas baseadas em carbono, hidrogênio, flúor e nitrogênio, nas quais o flúor faz o papel de principal oxidante. Possuem lagos ou mares de ácido fluorídrico a baixa temperatura, da ordem de -40ºC. A maior reatividade do flúor em comparação com o oxigênio permite um metabolismo mais ativo do que a temperatura poderia sugerir. A atmosfera costuma ser de cor amarelo-esverdeada.

20.   Classe y – pirosilícicos, possuem biosferas baseadas em silício, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e metais a temperaturas extremamente altas (600ºC a 1.200ºC), com mares de silicatos fundidos (lava). Os ciclos biológicos são baseados na oxidação de metais e na redução de seus óxidos. Esses planetas têm a cor vermelho-incandescente do ferro em brasa.

21.   Classe r – criosilícicos, possuem biosferas baseadas em silício e gelo a baixas temperaturas (-100ºC a -270ºC),compostas de seres de metabolismo extremamente lento. A atmosfera não desempenha um papel importante e pode não existir. Geralmente são planetas cinzentos ou cinzento-avermelhados.