Как пересечь металлическое море?

Предположим, что люди-исследователи наткнулись на планету земного типа, пригодную для жизни, но более 70% поверхности которой покрыто галлием.

Когда днем ​​температура поднимается, образуется океан жидкого металла, так как же они пересекают его?

Я смотрю на межзвездный технический уровень, а также подводная лодка, вероятно, будет уничтожена, когда температура ночью упадет.

разве галлий не превращается в жидкость от простой человеческой температуры? также, может быть, использовать дерево? поскольку L.Dutch говорит, что галлий имеет плохой побочный эффект для металла, я не знаю, какой побочный эффект он дает, хотя, кроме кожаного корабля или лодки, такой как каяк, я думаю, что он, по крайней мере, не даст плохого побочного эффекта.
Я сомневаюсь, что такой океан мог бы существовать. Планета земной группы, способная поддерживать жизнь, действительно нуждается в воде — в большом количестве. Даже если бы вы могли найти способ оправдать существование всего этого галлия, нормальный цикл водяного пара на такой планете означал бы, что океан галлия находился бы под водой! Также трудно понять, как жизнь могла развиваться на такой планете (если это проблема), поскольку океан Земли был так важен для развития ранней сложной жизни.
Соответствующий XKCD
С лодкой. Они просто должны остановиться ночью.
@Frostfyre Иногда я думаю, что мы должны просто оставить постоянную ссылку на xkcd.com на странице. :-) Хорошая находка.
Вы можете себе представить, какие типы цунами могут быть вызваны землетрясениями на такой планете? В остальное время было бы очень спокойно, но даже быстро бегущая волна размером в долю человеческого роста (из-за веса) уничтожила бы так много.
Наверное, не стоило отвечать, но другим решением была бы машина-амфибия, плавающая на больших надувных колесах. Поскольку они будут плавать очень высоко в жидком металле, вероятно, не составит труда их отклеить, как только поверхность замерзнет, ​​так что вы можете путешествовать днем ​​и ночью, если вам нужно.
Если есть металлический океан, зачем ему галлий? Почему бы вашей команде не открыть новый элемент с любыми свойствами, которые вы хотите?

Ответы (5)

Когда днем ​​температура поднимается, образуется океан жидкого металла, так как же они пересекают его?

Им нужно обратить внимание

Жидкий галлий плотнее твердого галлия ,

  • Плотность (около rt) 5,91 г / с м 3
  • в жидком состоянии (при т.пл.) 6,095 г / с м 3

поэтому жидкий галлий будет тонуть под коркой твердого галлия. Это означает, что пока весь галлий не станет жидким, он будет более или менее похож на нахождение в полярных водах в окружении металлических айсбергов (галлсбергов?).

Как только все тело станет жидким, высокая плотность облегчит плавание чего-либо на нем, но также увеличит сопротивление.

Вероятно, наиболее подходящим решением является наличие нескольких небольших подводных крылышек, которые придают вес и поднимают корабль над поверхностью жидкости, чтобы резко уменьшить сопротивление. Еще лучше было бы судно на воздушной подушке.

Из-за высокой плотности эксплуатация подводного аппарата будет довольно сложной задачей. Чтобы он погрузился под поверхность, его средняя плотность должна быть выше, чем у галлия: ожидайте очень тесного пространства.

Добавьте к этому, что

Галлий атакует большинство других металлов, диффундируя в металлическую решетку. Например, он диффундирует в границы зерен алюминиево-цинковых сплавов и стали, делая их очень хрупкими.

и вы видите, что это будет сложно: вам, вероятно, понадобится хотя бы какой-нибудь сосуд с полимерным покрытием, чтобы предотвратить воздействие галлия, или использовать металл, на который не влияет диффузия галлия.

Быстрый поиск в Google показывает, что нержавеющая сталь почти не подвержена постоянному воздействию галлия (на мобильных устройствах, поэтому не могу опубликовать ссылку, но вот DOI: 10.1023/A:1004359410957)
Итак, галлиевые брейкеры плывут по галлиевым морям. Интересный. Но что происходит ночью, когда море затвердевает? Корабли могут попасть в ловушку.
Судно на воздушной подушке @StephenG кажется единственным вариантом для ночного плавания
Наконец-то появился повод для гигантского корабля на воздушной подушке.
Вы можете просто использовать небо. Подъемной силы будет достаточно, чтобы держать все плавсредства над линией галлия днем, а лобовое сопротивление будет производить достаточно тепла, чтобы расплавить его под лыжами и обеспечить плавное движение ночью. PS Никогда не позволяйте своим детям кататься на лыжах по галлиевым озерам! :-)
Возможно, они могли бы использовать экраноплан?
@elemtilas Теперь готовим с гаски. :-)
@StephenG - Экранопланы - это в значительной степени ответ на любой вопрос, связанный с перемещением отсюда туда по воде. ;)
@StephenG так же, как мы имеем дело с затвердеванием воды, ледоколами, которые частично поднимаются над твердым телом и используют свой вес, чтобы расколоть его на части.
Чтобы галлиевое море промерзло до дна, оно должно было бы находиться ниже точки замерзания на поверхности в течение очень, очень долгого времени. Снежная Земля была заморожена по всей поверхности в течение миллионов лет, но океаны оставались жидкими подо льдом толщиной в милю или около того. Галлий является гораздо лучшим проводником и имеет гораздо меньшую скрытую теплоту плавления, чем вода, но все же потребуются столетия или тысячелетия непрерывной погоды ниже «замерзания», прежде чем он промерзнет до дна — даже если планета геологически холодна для ядро.
@ZeissIkon Огромное количество соли, растворенной в морской воде, также сыграло большую роль в сохранении жидкости океана. Практически невозможно заморозить очень соленую воду, и когда вы это сделаете, лед будет пресным водяным льдом, а соль останется в оставшемся растворе, что еще больше усложнит замораживание оставшейся жидкости.
@ksbes Множественное число слова «лыжи» — «лыжи». «Небеса» — это множественное число слова «небо».
@cmaster-reinstatemonica «Огромное количество» соли в океанах составляет 2,5% по весу. Если вы заморозите половину воды (менее мили толщиной), у вас будет 5% солености в остатке. Это по-прежнему дает температуру замерзания выше -20°C, а океанский лед мог быть намного тоньше; Я не палеоклиматолог. Континентальные ледники в некоторых регионах приблизились на милю, прежде чем снег прекратился на несколько миллионов лет. Но если твердое тело плавает, вы охлаждаете только поверхностное твердое тело, которое изолирует жидкость внизу (конечно, в большей степени с водой, чем с галлием).
Что я читал, так это то, что если бы лед тонул в воде, океаны замерзли бы до дна (с солью или без соли) во время Земли-снежка и никогда полностью не растаяли вплоть до настоящего времени. Температура воды в глубокой бездне значительно ниже точки замерзания на поверхности, кстати, даже в субтропической Марианской впадине.
Дополнительное сопротивление будет проблемой для парусных кораблей, но для кораблей с винтом дополнительная плотность даст большую движущую силу, поэтому я ожидаю, что она в основном компенсируется. Разрушители мифов сняли эпизод, в котором показали, что в высоковязкой жидкости можно плавать так же быстро, как и в воде.
@NuclearWang, вязкость и плотность - две разные вещи

Температура может меняться достаточно сильно между днем ​​и ночью, чтобы расплавить поверхность галлиевого «моря», но, в отличие от воды, жидкий галлий непрозрачен, поэтому звездное излучение не может проникнуть и даже немного нагреть жидкость под поверхностью.

Следовательно, если море вообще должно стать жидким, необходимо, чтобы поток тепла снизу (то есть изнутри планеты) был достаточным, чтобы большая часть моря оставалась таявшей, поэтому замерзание происходит только на поверхности (в основном из-за радиационное охлаждение ночью). В результате, учитывая, что твердый галлий плавает в жидкости так же, как лед в воде, вы получите слой «льда», который медленно утолщается, чем дольше поверхность остается холодной.

Во время местной зимы эта «шуба» может стать достаточно толстой, чтобы выдерживать значительные нагрузки, как это происходит со льдом на озерах или морях в субарктическом и арктическом климате на Земле. Местным летом галлий может оставаться жидким днем ​​и ночью или едва утекать.

Как отмечалось выше, большинство металлов — плохой выбор для плавания галлия, однако на композиты это не влияет. Деревянные, композитные или надувные корпуса могут быть очень жизнеспособным выбором с парусной мощью (кажется, что двигатели всегда хотят опустить металлические детали в «воду»). Корпус(а) может быть очень маленьким относительно нагрузки по сравнению с тем, к чему привыкли водные моряки, что приводит к вероятности компоновки трехколесного велосипеда с небольшими поплавками, поддерживающими несущую конструкцию – больше похоже на ледяные лодки, чем на земные корабли. .

Блестящая часть этого заключается в том, что для «человека за бортом» было бы почти невозможно утонуть - со временем переохлаждение может стать проблемой; несмотря на то, что галлий такой же умеренный, как тропическое земное море, просто чтобы оставаться жидким, галлий будет отводить тепло тела гораздо быстрее, чем даже морская вода, но человек будет плавать намного выше, чем в случае, даже в гиперсоленой воде, такой как Мертвое море (хотя и не вроде как на старых картинках огромные ртутные лужи). Стандартное упражнение по выживанию за бортом заключается в том, чтобы лечь неподвижно на спину, раскинув руки и ноги для устойчивости, и ждать спасения. Плавание было бы больше похоже на ползание в очень густой грязи, чем на то, к чему мы привыкли.

Я не уверен, что падение за борт в металлическом море будет таким же, как и в воде, хотя
@ L.Dutch-ReinstateMonica Абсолютно не то же самое, нет. При плотности в 5+ раз больше, даже с высоты палубы вы будете бить сильнее, чем в воде (хотя с 50 метров разница будет невелика). А после спасения вам придется расплавить галлий из одежды, обуви и волос/бороды (эти части обычно холоднее, чем температура тела, поэтому они имеют тенденцию «замерзать»). Тем не менее, парусные суда, как правило, не такие высокие, как даже корабли с двигателем среднего размера, поэтому падение, скорее всего, не повредит, так же как падение с палубы танкера в море (5 м или около того) вызовет травму от удара.

Подойдет любая плоская лодка. Привести его в движение может оказаться непросто, но люди успешно решили эту проблему тысячи лет назад, используя паруса. Вы также можете использовать пропеллеры, как это делает судно на воздушной подушке, но я бы не стал парить корабль на самом деле. Это было бы просто пустой тратой энергии.

Если вы беспокоитесь о сопротивлении, это не проблема, когда ваше судно станет достаточно быстрым. Он просто поднимется из галлия и будет скользить по его поверхности. Так же, как скоростные катера на воде. Но на гораздо меньших скоростях. Держу пари, что даже гребные лодки будут строить, чтобы подниматься из галлия. Вы также получите гораздо меньше волн, чем на воде, поэтому скользить еще веселее.

О чем вам абсолютно необходимо беспокоиться, так это о том, что этот галлий атакует другие металлы. Вы должны построить свой корабль таким образом, чтобы ни один галлий никогда не попал в контакт с уязвимым металлом. Даже в случае аварий. Было бы слишком грустно, если бы ваша лодка царапнула камень и впоследствии развалилась в открытом море! Как такового покрытия недостаточно. Я бы настоятельно рекомендовал строить всю несущую конструкцию лодки из инертных материалов. Если вам нужно прибегнуть к дереву, так тому и быть. Но 100% пластиковая лодка была бы более вероятной, имхо.

Звучит как описание аэроглиссера: en.wikipedia.org/wiki/Airboat
@ user1937198 Ага. Это идея.
airboatuk.com/alphaexplorer.htm , кажется, почти точно соответствует тому, что вы описываете.

Как было указано в ответе выше, жидкий галлий тонет под твердым галлием, образуя корку. Потенциально машина танкового типа с резино-полимерными гусеницами могла бы так рассредоточить свою массу, что при движении по твердому галлию, даже тонкому слою, не расколола бы его. Даже если галлий жидкий, его все равно можно было бы пройти с помощью гусениц (используя высокое поверхностное натяжение) и выдвижных «салазок» (чтобы еще больше снизить давление на грунт).

Я нарисовал дизайн того, как может выглядеть этот автомобиль:

Корабль такой большой, потому что он автономный: он содержит все средства жизнеобеспечения и оборудование, которые могут понадобиться ученым для автономной работы в течение длительного времени. Из-за огромных размеров морей (и их чрезвычайной вязкости) то, что скользит по ним с высокой скоростью, может выдерживать только короткие путешествия, поскольку требуется довольно большое количество энергии, чтобы привести такой корабль в движение с такой скоростью по жидкому галлию ( и этому транспортному средству также может потребоваться остановка ночью). Если ученым нужно добраться куда-то далеко, они могут также создать медленную базу «гусениц» и медленно перемещаться туда, куда им нужно, так как это потребует гораздо меньше энергии.

Маглев корабли

Магнитная левитация возможна над любым хорошо проводящим электричество материалом. Точное управление требуемыми переменными магнитными полями — это просто техническая проблема, но технология уже существует. Это не проблема для межзвездной цивилизации, пусть даже осложненной морскими волнами.