Как работает экосистема Подземья/подземного мира?

Древние строят бункерные комплексы размером с континент, чтобы защитить себя от врага, следовавшего через космический океан. Охотник легко преуспел, несмотря на их усилия, и их трупы были погребены в самых глубоких хранилищах их испорченными слугами, поэтому их хозяева могут продолжать мечтать о смерти. Хранилища позже были заселены и расширены гномами, но их империи также были разрушены. Теперь только глупые, жадные и отчаянные входят в Подземье.

Все бункеры представляют собой пещерные системы примерно воронкообразной формы с радиусом от 500 до 1000 километров. Их потолки гидроизолированы, но за последние семь миллионов лет стали протекать. В то время как магическая надстройка довольно сильна, дрейф континентов и землетрясения нанесли свой ущерб. Вода, которая течет вместе на дне каждого бункера, откуда она рассеивается обратно на поверхность посредством телепортации. Подземье начинается только на глубине от одного до трех километров. Он отделен от верхнего мира. Вниз ведут лишь несколько, в основном дворфийских, шахт. Жители Подземья приспособлены к атмосфере там внизу. Жители Верхнего Мира тоже могут с этим справиться, но нуждаются в акклиматизации и не могут справиться с этим в долгосрочной перспективе.

В Подземье есть леса гигантских фосфоресцирующих грибов , чей свет настолько слаб, что обитателям поверхности приходится проводить по крайней мере день в полной темноте, чтобы увидеть его. Обитатели глубин могут использовать его почти так же, как и дневной свет. Обычные грибы там довольно разнообразны . Гномы используют множество видов для получения пищи, волокон, кожи и дерева. Многие виды в Подземье фосфоресцируют, обеспечивая хотя бы немного света в обитаемых регионах. Там, где древние гномы устанавливали солнечные камни, преобладают папоротниковые леса . Им очень помогает значительно более высокая концентрация углекислого газа в здешнем воздухе. В морях и озерах есть маты хемосинтетических эндемичных видов.. Они используют метан, сероводород и аммиак, которые значительно чаще встречаются в Подземье. Питательные вещества обеспечивает вода, которая стекает в землю. Все эти растения служат пищей для ужасных зверей нижнего мира и цивилизаций тифлингов, пожирателей разума и гномов .

Хотя такие подземелья не редкость в фэнтези, я хочу обосновать это в реальности. Я думаю, что Movile Cave является хорошим образцом для такой экосистемы.

Воздух в пещере сильно отличается от внешней атмосферы. Уровень кислорода составляет всего от трети до половины концентрации на открытом воздухе (7–10% O2 в атмосфере пещеры по сравнению с 21% O2 в воздухе), а углекислого газа примерно в сто раз больше (2–3,5% CO2 в атмосфере пещеры по сравнению с 0,03% CO2 в воздухе). Он также содержит 1–2% метана (CH4), а воздух и вода пещеры содержат высокие концентрации сероводорода (H2S) и аммиака (NH3). Известно, что в пещере обитает 48 видов, среди которых пиявки, пауки и водяной скорпион. Из них 33 являются эндемиками. Пищевая цепь основана на хемосинтезе в виде метан- и сероокисляющих бактерий, которые, в свою очередь, выделяют питательные вещества для грибов и других бактерий. Это образует микробные маты на стенах пещер и поверхности озер и прудов, на которых пасутся некоторые животные. Затем на травоядных охотятся хищные виды. Nepa anophthalma — единственный известный в мире водяной скорпион, приспособленный к пещерам. Хотя животные жили в пещере 5,5 миллионов лет, не все они прибыли сюда одновременно. Самым последним зарегистрированным животным является единственный вид улиток в пещере, который обитает в пещере чуть более 2 миллионов лет.

Правдоподобна ли экосистема Подземья, учитывая существование пещер Мовиле? В Подземье, вероятно, было бы немного меньше CO2 и больше кислорода из-за существования папоротниковых лесов и немного лучшей вентиляции. Достаточно ли разложения для объяснения аммиака, метана и сероводорода или требуются другие источники? Почему фосфоресценция так широко распространена, несмотря на то, что на первый взгляд это пустая трата энергии?

Ну, во-первых, важно, что характеристики Подвижной пещеры зависят от того, что она полностью изолирована от остальной атмосферы, и существам, которые там живут, вероятно, было бы не очень хорошо в нормальных условиях на поверхности. Конечно, дварфы, приспособленные к поверхностным уровням O2 и CO2, НЕ смогут дышать в такой атмосфере. Карликовая мина, прорвавшаяся в такое место, скорее всего, воспримет это как опасную для окружающей среды ситуацию и изолирует шахту.
Ну, помимо происхождения, если дварфы проделывали дыры, соединяющие подземелье с внешним миром, если только они не построили шлюзы, это вызовет смешение и со временем будет означать, что атмосфера внутри вашего подземелья и на поверхности сравняется. Совершенно другая атмосфера в подземелье несовместима с множеством открытых проходов на поверхность.
Еще один фактор, который я не вижу здесь, это температура. Когда вы начинаете проникать так глубоко в кору, температура резко возрастает. В Южной Африке есть рудник, который едва ли такой же глубокий, как то, что вы описываете, а температура на дне ствола превышает 130-140 градусов по Фаренгейту. Атмосферное давление также намного выше, чем на поверхности. en.wikipedia.org/wiki/TauTona_Mine
@MorrisTheCat Будут ли несколько десятков систем извилистых шахт, возможно, даже с несколькими воротами, действительно вызывать такое сильное перемешивание воздуха в системе пещер, покрывающей несколько тысяч кубических километров породы? Подземье — это не одна большая пещера, это тысячи соединенных друг с другом пещер.
Это не невозможно, но вам нужно быть внимательным к этому. Гигантские залы, какие мы видим в архитектуре гномов в LOTR, например, позволили бы довольно быстро смешивать, особенно на протяжении тысячелетий. Это полностью зависит от того, сколько дварфов добывают, как долго они этим занимаются и насколько велики их шахты.
"насколько велики их валы" - я не понимаю, как это связано с рассматриваемой проблемой... Я сам разберусь. Хм, давление можно приблизительно оценить по шкале высоты атмосферы. Мир уже должен был иметь более низкую гравитацию, чем Земля. Понижение давления в целом и наблюдение за токсичными концентрациями могут помочь. Если кора толще, потому что планета холоднее (мельче, старше, меньше радиоактивных элементов) и Древние утеплили бункеры, я, наверное, в порядке. Кроме того, это делает нижние уровни более опасными и создает бурлящие моря. Это здорово!
Если вы пойдете по этому пути (более толстая кора, более старый, более холодный мир), помните, что это означает резкое снижение тектонической активности по сравнению с Землей. Ваши горы будут более подвержены эрозии, потому что новые не образуются (например, Аппалачи, а не Скалистые горы или Гималаи), у вас не будет много активных вулканов и т. д. и т. д.
честно говоря, это звучит как потрясающая сцена/место для игры типа полого рыцаря или подобной рогелиты/метроидвании. хорошо, я уйду сейчас.
@MorrisTheCat Это вызывает нежелательный побочный эффект. Так что, возможно, планета должна быть немного холоднее с геологической точки зрения, а Древние просто придерживаются очень строгих стандартов изоляции. Спасибо, что помогли мне здесь.
Вы также можете придумать что-нибудь забавное, где сами Древние являются гигантскими радиаторами, впитывающими все тепло из самых глубоких частей бункеров. Это также создаст полезные температурные градиенты, которые будут стимулировать вентиляцию по всей системе.
@MorrisTheCat Хм, интересная идея. Может быть, в их гробницах используется магия льда, чтобы сохранить их, и тепло всасывается в пустотный план. Определенно пометил бы окрестности своих могил как опасную зону. Если подумать о циркуляции, разве там не будет какой-то погоды? Предположим, что в дюжине километров внизу находится кипящее море, полное экстремофилов при температуре 85°С. Водяной пар будет подниматься и конденсироваться по мере снижения давления и температуры. Будет ли облачный слой в системе пещер? Хотя бы в большой пещере на нужной высоте?
Точно. Предположим, что у вас есть Старые в центре бункеров, очень холодные, у вас будет теплый воздух, поднимающийся по всему периметру, охлаждающийся и опускающийся к старым, охлаждаясь еще БОЛЬШЕ, и вытекая наружу от них по всему периметру. дно самых низких пещер.
Вы должны выполнить поиск, прежде чем спрашивать, несколько версий этого вопроса задавались ранее. worldbuilding.stackexchange.com/questions/90158/… и worldbuilding.stackexchange.com/questions/108823/… и worldbuilding.stackexchange.com/questions/75942/…
@John Ни один из них не похож на мой / не предлагает больше, чем полезные лакомые кусочки. Я спрашиваю о в основном закрытой системе пещер.
это будет вторая и третья ссылка.

Ответы (3)

Энергия

Все живые существа нуждаются в энергии, чтобы выжить, хотя они получают ее по-разному. На первый взгляд это легко - просто поглощать солнечный свет. В пещере Мовиле есть хемосинтезирующие бактерии, которые немного более ограничены по выходу энергии и тем, что постепенно проедают породу. Вы можете увидеть эту ограниченную доступность энергии в том, что самыми сложными животными являются насекомые и скорпионы. Чтобы сделать более крупных гуманоидных животных с их более высокими энергетическими потребностями, вам нужно больше энергии, которую вы можете получить двумя разными способами.

Во-первых, большие пещеры - вы уже в какой-то степени это рассмотрели. Если производство еды менее эффективно, вам потребуется больше площади для производства еды на человека — в пещерах будет жить меньше людей, чем на поверхности аналогичного размера.

Во-вторых, переход на веганство. Плотоядное животное ест животных, а травоядное ест растения, но на каждом этапе этого процесса теряется много энергии (около 90%), а это означает, что растениям требуется в сто раз больше энергии, чем плотоядным. Таким образом, каждый шаг в пищевой цепочке, который вы можете исключить, является большой энергетической выгодой. Это означает, что для того, чтобы полностью раскрыть потенциал своего общества, наши пещерные жители, вероятно, будут собирать и поедать микробные маты напрямую. Ням!

Вы упомянули питательные вещества, поступающие вниз с водой. Если вы также получаете энергию от этого, как водоросли в воде, это будет дополнительный источник энергии, и в этой среде каждый бит помогает.

Энергетические свиньи

Леса грибов и папоротников могут потреблять кучу доступной энергии и площади, ограничивая то, что доступно для видов животных. Вы можете видеть это и на поверхности — в лесу обычно меньше энергии, доступной для животных, чем на пастбищах при аналогичных условиях. Я вижу вокруг него то, что эти растения растут только на суше, и большая часть территории покрыта водой, покрытой микробными матами, обеспечивая как пастбища для травоядных, так и водные фермы основной пищи для разумных видов.

Самая трудная пилюля — это присутствие всех этих ужасных тварей . Хищники потребляют больше энергии, крупные животные потребляют больше энергии. Многим видам крупных хищников потребуется огромное количество энергии по сравнению с другими частями экосистемы. Здесь вас спасает одно — ваши пещеры огромны. Для сравнения, у волка площадь охоты измеряется тысячами квадратных километров. Ваши большие пещеры могут измеряться миллиардами квадратных километров. Даже если все будет на несколько порядков менее эффективно, вы, вероятно, сможете поддерживать минимальную популяцию из одного или двух видов хищников на пещеру.

Опять же, поедание растений помогает. Медведь гризли намного крупнее волка, но поскольку он всеяден, его территория ненамного больше. Поскольку все более рассредоточено, вашим хищникам, вероятно, придется быть довольно мобильными, чтобы иметь возможность должным образом охватывать свой диапазон.

шлюзы

Последнее, что важно, это то, как вы поддерживаете такую ​​разную атмосферу. Если воздух пещеры каким-то образом связан с поверхностным воздухом, газы со временем будут рассеиваться и выравниваться. Вам нужно было бы либо полностью отключиться, либо иметь очень незначительный обмен с постоянным производством собственных газов. Вы говорите, что гномы контролируют шахты входов, а весь комплекс построен как бункер? Во всех шахтах есть шлюзы, и гномы их обслуживают.

>или иметь очень незначительный обмен с постоянным производством собственных газов. Отсутствие фотосинтеза, но все же большое количество животных объясняет более высокую концентрацию CO2. Также в бункере будут собираться тяжелые газы без заметного сквозняка.
Энергия НАМНОГО более ограничена под землей в любой похожей на землю пещере. Таким образом, население будет низким.
Отличный ответ, но разве более крупное животное не более эффективно из-за более низкой скорости метаболизма на килограмм? Я думал, что их неэффективность обычно в том, что они хищники на вершине цепочки.
@Demigan более эффективен на килограмм, может быть, немного, но я говорил о количестве энергии, используемой на одно животное в целом. Каждому виду необходимо определенное количество особей для сохранения размножающейся популяции, а умноженное на размер и количество видов может составить много биомассы.

Гномы невысокие... намного ниже, чем думает большинство людей.

Хемосинтетические экосистемы будут бедны энергией, и вы мало что можете сделать, чтобы изменить это. Пещера Мовиле имеет разнообразную и сложную экосистему, но эта экосистема ограничена небольшими видами. Более крупным животным требуется экспоненциально большее количество энергии из-за закона квадрата-куба.

Поэтому уменьшите масштаб своей экосистемы. «Гуманоидные» дварфы на самом деле размером с муравья. «Ужасающие звери» — самые крупные из хищных сверчков и многоножек. Вам придется несколько изменить их физиологию (люди не могут функционировать в таком масштабе), но здесь есть множество вопросов, которые могут вам в этом помочь.

Прямые взаимодействия между поверхностью и подземельем настолько редки, что очень и очень немногие обитатели поверхности знают правду.

Да, использование магии, вероятно, разумно, чтобы поднять потолок, если пещеры имеют 500-1000 км в поперечнике. Дренаж телепортации для протекающей крыши также является хорошей идеей, поскольку я сомневаюсь, что есть какой-либо другой способ не допустить попадания воды.

Базовая установка, кроме этого, звучит правдоподобно, но одной проблемой может быть источник света для папоротников. Фосфоресцирующих грибов не хватило бы на несколько порядков.

На бирке написано "научно обосновано". Я не думаю, что "использование магии" считается научно обоснованным.
Вопрос описывает потолки как подвешенные с помощью магии. Я предполагаю, что магия разрешена в сложившейся ситуации. Я часто видел, как handwavium применяется к научно обоснованным вопросам, которые используют его в настройке, но затем ищут научно обоснованные ответы на представленную ситуацию.