Чем птицы будут отличаться в мире <1g?

Во-первых, я предполагаю, что условия мира в порядке. Это примерно 85% массы земли, и здесь будет полноценная экосистема со всеми обычными видами жуков, насекомых, деревьев и хищников. Экосистема, очевидно, не будет такой же, как на Земле, но будут обычные вещи, такие как опылители, семенные/плодоносящие растения, редуценты, несколько трофических уровней и т. д. Да, и состав атмосферы тоже будет очень близок к земному. .

Итак, чем же физиологически птицы будут отличаться от тех, кого мы привыкли видеть на Земле? Я понимаю, что существует огромное разнообразие птиц, от зябликов до орлов, но все они имеют некоторые сходства.

Я полагаю, что более легкая гравитация, если предположить, что мир примерно такого же диаметра, как Земля, приведет к меньшему атмосферному давлению, верно? Таким образом, у их крыльев было бы меньше воздуха, на котором можно было бы найти опору. Для меня это означает, что птицы либо должны быть легче, либо им придется больше работать, чтобы летать.

Но часть меня находится в противоречии, потому что с меньшей гравитацией будет меньше нагрузки на скелетную систему птицы, и она, вероятно, эволюционировала бы, чтобы быть легче / слабее, чем ее аналог-птица на Земле. И эта более легкая скелетная система может компенсировать менее плотный воздух. Так что я действительно не знаю, как это написать, должны ли птицы выглядеть слишком иначе, чем их собратья здесь. Может быть, было бы много мелких птиц, но не так много крупных хищников? Или обратная ситуация?

Может ли кто-нибудь из орнитологически настроенных людей присоединиться? Или кто-нибудь, кто знаком с типами физики, мог бы помочь мне понять, приведет ли что-то вроде уменьшения перегрузки на ~ 15% к уменьшению плотности атмосферы на 80% или что-то в этом роде. Это немного выше моего образования, ха-ха.

Меньшая гравитация не обязательно означает более тонкую атмосферу. Титан размером примерно с земную луну, и все же у него более плотная атмосфера, чем у Земли, если я правильно помню.
"I believe, the lighter gravity, assuming a world approximately the same diameter as Earth, would lead to less atmospheric pressure, right?"Не обязательно. Титан меньше Земли и имеет гораздо более плотную атмосферу.
Или посмотрите на Венеру размером с Землю, но с более плотной атмосферой.
@MichaelKjörling Состав (который, по словам ОП, близок к земному) довольно сильно попадает в атмосферное давление. Так что это может быть ближе к Земле, чем если бы мы имели дело с богатой углекислым газом атмосферой Венеры. Правда, это не обязательно одно и то же, сюда также входят температура, скорость вращения и т. Д.
Связанный вопрос с обратной ситуацией: более высокая поверхностная гравитация.
Привет, achinaghost52. Спасибо, что приняли мой ответ, но вы можете отказаться от него и немного подождать - по крайней мере, день или около того. Принятие ответа может препятствовать другим, может быть, лучшим ответам в будущем.
@ HDE 226868 Извините, но здесь что-то новое, если это не очевидно. Обязательно загляну через день-два. Только что нашел этот форум, и он довольно классный!
Если я что-то не упустил, гравитация связана с массой, поэтому 0,85 массы Земли будет означать 0,85 земной гравитации, то есть ~ 8,33 м/с в квадрате. Или вы имели в виду 0,85 объема Земли ? Читая немного дальше, кажется, что это так. Диаметр вашей планеты никак не связан с ее массой, не без известной плотности . В любом случае, птицы произошли от птицетазовых динозавров, поэтому вопрос в том, как <1G повлияет на эволюцию видов - у меня возникнет соблазн сказать, что это будет почти то же самое (т.е. все размеры и формы), учитывая схожую климатологию. Кроме этого метеора...
@Mat's Mug Я определенно имел в виду массу. Планета будет менее плотной, чем Земля, а это значит, что она может быть примерно такого же размера и иметь меньшую гравитацию. Я планирую сделать сердечник из никеля и железа меньшего размера и слабее, а также уменьшить влияние магнетизма/атмосферной защиты, но это немного не соответствует моему вопросу, ха-ха.
Бле. Не птицетазовых - я имел в виду ящеротазовых. Палеонтология сбивает с толку.

Ответы (2)

Будет небольшая разница. Нижние атмосферы такие же.

Предположим, что атмосферное давление, п , следует простой экспоненциальной модели высоты масштаба :

п знак равно п 0 опыт ⁡ ( − г ЧАС )
куда п 0 давление на уровне земли, г высота, а ЧАС высота шкалы , определяемая выражением
ЧАС ≡ к Т М грамм ∝ 1 грамм
Затем мы можем написать
п знак равно п 0 опыт ⁡ ( − г М к Т грамм ) , п ′ знак равно п 0 ′ опыт ⁡ ( − г М к Т грамм ′ ) знак равно п 0 ′ опыт ⁡ ( − г М к Т 0,85 грамм )
Следовательно, если мы установим п 0 ′ знак равно п 0 ,
п п ′ знак равно опыт ⁡ ( − г М к Т грамм ) опыт ⁡ ( − г М к Т 0,85 грамм ) знак равно опыт ⁡ ( С ) опыт ⁡ ( 0,85 С ) знак равно опыт ⁡ ( 0,15 С )
куда
С ≡ − г М грамм к Т знак равно − г ЧАС
За С знак равно 0 , на поверхности, п знак равно п ′ . За С ≈ − 1 - около высоты 8500  м , шкала высоты на Земле - п ≈ 0,367 п ′ . Это разница коэффициента 3 ! Даже 1 км в воздухе, где С ≈ − 0,118 , п знак равно 0,889 п ′ .

Это предполагает две вещи:

  • М , средняя масса молекулы воздуха, такая же, как на Земле.
  • Т , температура такая же, как на Земле.

Я думаю, что оба эти предположения вероятны, учитывая то, что вы сказали о составе атмосферы. Таким образом, на малых высотах, где летает большинство птиц, разница в давлении составляет 10 % или меньше . Я думаю, что модель экспоненциальной плотности также подойдет, и поэтому те же отношения должны присутствовать для отношений плотности. Условия различаются на больших высотах, поэтому это может повлиять на птиц, которые летают так высоко, но не в большинстве случаев.

Важно отметить, что в большинстве случаев как подъемная сила , так и силы сопротивления имеют линейную плотность; следовательно, изменение плотности на 10 % должно вызвать изменение подъемной силы от общей силы на крыле на 10 %. Это должно означать, что незначительные — и я называю эти небольшие различия «пренебрежимо малыми» — изменения плотности должны вызывать такие же незначительные изменения в силах, управляющих полетом.

Я в значительной степени пренебрегал прямым воздействием гравитации на птиц, вместо этого пропуская анализ атмосферы. Возможно, это немного несправедливо по отношению к птицам; они заботятся не только о полете, но и о жизни вообще. Например, птичьи кости, которые, как известно, полые, формируются не столько атмосферой, сколько поверхностной гравитацией, которая уменьшилась на 15%.

Я подозреваю, что единственные серьезные изменения в этом отношении коснутся костной структуры. Полые кости легче сломать, и, как правило, если они немного толще, это лучше, когда речь идет о выживании в авариях. Таким образом, я бы предсказал, что, хотя у птиц все еще будут тонкие и легкие кости, кости будут немного прочнее и более устойчивыми к переломам.

С таким же составом и структурой атмосферы, что и Земля, эта планета не вызовет значительных изменений в эволюции/развитии птиц. Поверхностная гравитация на 15% слабее, но давление на 10% выше или меньше на малых высотах, и эти изменения могут компенсироваться, если они вообще значительны.

Мне нравится видеть формулы на WorldBuilding. :)

Более слабая гравитация не коррелирует с более тонкой атмосферой. Титан довольно мал, но его атмосфера толще земной:

Титан на 50% больше земной Луны и на 80% массивнее.

(...)

Наблюдения с космических аппаратов "Вояджер" показали, что атмосфера Титана плотнее земной, а давление на поверхности около 1,45 атм.

Птицы развили полые кости, воздушные мешки и другие анатомические и физиологические особенности, которые сделали их легче, потому что это делает полет менее затратным с точки зрения энергии. Минимальные необходимые для полета приспособления можно было бы снизить при меньшей гравитации, но даже в этом случае... Для двух птиц почти одинакового размера, формы и физиологии более легкая потратит на полет меньше калорий, чем более тяжелая. Они, вероятно, пошли бы теми же эволюционными путями и развили бы все, что они сделали на реальной Земле.

Что могло бы измениться в эволюции, так это то, что, возможно, у нас было бы больше нептичьих летающих видов. И, возможно, белки, змеи и обычные летающие драконы могли бы достичь настоящего полета, как птицы.

Понятно, я предположил, что гравитация и смесь/количество газов, составляющих атмосферу, контролируют давление. Я думал, что менее массивная планета сможет удерживать на себе меньше атмосферы, эквивалентной Земле, но я вижу, что если бы было просто больше атмосферы, вы могли бы получить примерно то же давление, что и на Земле. Спасибо!
Состав, который, по утверждению ОП, был таким же, во многом зависит от этого - вы, похоже, все еще не предполагали корреляции между размером и атмосферным давлением.
@LioElbammalf фактическая цитата из ОП Oh and atmospheric composition will be very close to Earth too.. Кроме того, состав - это одно, а фактическая масса - другое. Если состав и масса одинаковы, давление ниже, чем на Земле. Однако для большей массы атмосфера может быть такой же густой, как у Земли, или даже толще. Вязкость изменится очень мало по сравнению с Землей, если давление будет примерно таким же, даже если гравитация немного слабее.
Чем птицы будут отличаться в мире <1g?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v