Во-первых, о том, почему Уран не газовый гигант. Потому что, под «газами» в планетологии подразумеваются только водород и гелий. Остальное, — метан даже — это уже «лёгкие вещества» в планетарных условиях могущие присутствовать в любом агрегатном состоянии — твёрдом, жидком или газообразном. А с водородом на Уране плохо. Мало его. Будучи тяжелее Земли всего в 14.5 раз, эта планета едва дотянула до статуса «гиганта». То есть, тела, гравитация которого вообще способна удержать водород.
Газы составляют лишь 7% массы Урана. Если считать не только свободный, но и входящий в соединения водород, то доля будет выше, однако, подобающих газовому гиганту значений не достигнет. По этой причине, Уран трактуется, как гигант ледяной. Хотя, льда — в обычном понимании — на нём вообще нет.
Что же есть? Есть на Уране немного газа, немного жидкости и немного условно твёрдого вещества — металла и камня, слагающих ядро, размером с Землю. Но всего этого, действительно, мало. Даже в сумме не наберётся и четверти массы . То же, из чего планета состоит большей частью не так-то легко и описать.
Окружает Уран, как у крупных тел принято, атмосфера. Состоящая из водорода, гелия и метана, образующего облачный слой, визуально воспринимаемый, как «границы» планеты. И если на уровне метановых облаков атмосфера очень холодна, то с глубиной плотность и температура растут. В 300 километрах ниже видимой границы Урана располагается условная «поверхность» — уровень , давление на котором составляет одну атмосферу, а температура 40-50 градусов Цельсия . И там, кстати, много углекислого газа, а облака состоят уже из водяного пара.
То есть, условия на условной поверхности Урана вполне терпимые и даже, сравнительно с Марсом, благоприятные. Разве что, совершенно темно. Слабый свет далёкого Солнца на такую глубину не проникает. Минусом же является то, что безусловной поверхности у Урана (как и у газовых гигантов) нет. В том числе и жидкой.
По мере роста давления, атмосфера уплотняется, пока газ не переходит в сверхкритический флюид — состояние, при котором вещество одновременно кипит и конденсируется. Взвесь из мельчайших капелек жидкости сгущается, пока без явной границы не переходит в жидкость наполненную микроскопическими пузырьками пара.
То есть, жидкий слой в составе Урана есть. Состоит его мантия из смеси воды с аммиаком, метаном, углекислотой… Но из воды, всё-таки, главным образом. Что даже позволяет совсем уж отмороженным оптимистам говорить о возможной обитаемости Урана. Ведь, уровень, расположенный под сверхкритическим, можно трактовать, как «океан». Ядовитый, перегретый, находящийся под запредельным давлением, но — всё-таки. Однако, очень трудно представить себе жизнь, которая полезет в такую воду.
В океане Урана не получится даже утонуть. Ибо лишён он не только поверхности, но и дна. С возрастанием глубины вода постепенно, опять-таки, без чёткой границы переходит в экзотический лёд.
В экзотических формах льда, возникающих при очень высоком давлении, более плотных, чем вода, и выдерживающих высокие температуры, ничего особенно экзотического нет. Слои тяжелого льда нескольких видов разделяют водяную мантию Ганимеда . Есть в Галактике и планеты состоящие преимущественно из воды , дно на океана которых слагает не камень, а экзотический лёд. Однако, в случае Урана — засада. Экзотический лёд на этой планете насколько странный, что даже жидкий.
В действительности, «экзотический лёд» это то, что происходит с водой, когда давление вынуждает несжимаемую жидкость сжаться по принципу «если нельзя, но очень хочется» . В некоторых кристаллических решётках молекулы могут упаковаться плотнее, чем в жидкой фазе. И упаковываются, когда у них выбора нет. По-идее, такой лёд кристаллическое, твёрдое вещество. Но если он ещё и нагрет сильнее расплавленного камня в земных недрах, то ведёт себя… как вода, которой он, по сути, и является. Он не тает практически при любой температуре просто потому, что это означало бы увеличение объёма, которому препятствует внешнее давление. Но считает, что растаял.
В некоторых моделях под формально ледяной, хотя и жидкой, водяной мантией у Урана есть поверхность. Тоже жидкая. Из расплавленного камня. В других же и её нет. Лёд и камень смешиваются, и одно переходит в другое постепенно. Причиной размазывания ядра является высокая текучесть мантии, наличие в ней мощных восходящих потоков.
...Так или иначе, в глубине себя Уран — очень непрост, и наверняка скрывает что-то ещё. Как минимум, в структуре этой планеты наличествует ещё один неизвестный, непонятный, не вытекающий из существующих моделей слой, обладающий теплоизолирующими свойствами. В отличие от прочих гигантов Солнечной системы Уран практически не отдаёт тепло космосу, излучая не больше, нежели получает от Солнца. Причин же, по которым гравитационное сжатие и радиоактивный распад генерировали бы в этом теле меньше тепла, чем положено , — нет.
