Каковы будут последствия, если планета, похожая на Землю, сохранит гелий в своей атмосфере?

Итак, я сделал цифры, используя страницу атомной ракеты о построении мира, и оказалось, что моя суперземля сохранила газообразный гелий в своей атмосфере с момента своего раннего образования. Какие последствия это окажет на жизнь и на саму планету? Я не знаю, сколько в нем гелия, и не уверен, какой процент его атмосферы должен составлять гелий. Я надеюсь, что этой информации достаточно. Я прав, что это все равно будет суперземля, а не мини-нептун? Для получения дополнительной информации гравитация планеты в 1,75 раза превышает гравитацию Земли, ее масса составляет 5,59 массы Земли, а ее радиус составляет 1,79 земного. Его атмосферное давление, согласно электронной таблице Artifexian для планетарных атмосфер, составляет 1,7 атм.

Сколько гелия? Гелий — самое инертное вещество, известное человеку. Если вы не задохнетесь в больших количествах, это не будет иметь никакого эффекта. Вы, кажется, любите кучу слов «суперземля», «гелий» и кучу цифр, которые сами по себе не имеют никакого истинного значения в контексте построения мира. Мой совет: начните с базовых общих знаний. Я имею в виду систематически, а не просто подбирая слова. Я не чувствую, что у вас действительно есть причина для добавления гелия. Лучший способ сделать свой мир лучше — это сначала изучить материал, а затем использовать красиво звучащие слова со смыслом.
Меня интересует "страница атомной ракеты о построении мира". Связь?
И я не «люблю» слова «суперземля», я просто описываю, что это за планета с такой массой и радиусом — это суперземля. а присутствие гелия в атмосфере было результатом математических расчетов свойств планеты.
«Согласно электронной таблице Артефексиана по планетарным атмосферам, его атмосферное давление составляет 1,7 атм». Вы не можете этого знать. Атмосферное давление зависит в первую очередь от того, сколько атмосферы у планеты; Вы можете варьировать количество газа, чтобы дать вашей планете 0,01 атм, 0,1 атм, 1 атм, 10 атм или 100 атм атмосферного давления. Венера имеет примерно такой же размер и массу, как Земля, но атмосферное давление в 90 раз выше, потому что в ее атмосфере намного больше газа. (И @Raditz_35 прав: вы должны сказать нам, сколько там гелия.)
«Правильно ли я понимаю, что это все равно будет суперземля, а не мини-нептун?» - этот вопрос касается формирования и эволюции планет, а не последствий. Примете ли вы определенную дозу хандвавиума и заявите, что во время формирования или вскоре после него ваша планета потеряла большую часть гелия, который у нее мог быть, и в итоге стала суперземлей, а не газовым гигантом?
@Raditz_35 "Я не думаю, что у тебя действительно есть причина добавлять гелий." Существует порог уровня гравитации, который требуется планете для удержания определенных элементов в своей атмосфере, а не для того, чтобы они были унесены солнечным ветром. Если гравитация его планеты соответствует порогу удержания гелия, в ее атмосфере должен быть гелий.

Ответы (4)

Это зависит от того, какие эффекты вы ищете . Что касается воздухопроницаемости, то ее как таковой не будет. Другими словами, наличие гелия в атмосфере не имеет значения для форм жизни, метаболизирующих кислород. На самом деле, дайверы с аквалангом часто используют гелий-кислородную смесь, называемую гелиоксом, для глубоких погружений, потому что азот является опасным наркотиком при превышении определенного давления, а гелий — нет (ну… это сложно, но для наших целей гелий увеличивает глубину погружения). в. Это не значит, что это на 100% безопасно на всем пути до дна океана). Так что, если есть кислород при соответствующем парциальном давлении, то формы жизни, дышащие кислородом, в порядке.

Как говорилось в комментариях, гелий СУПЕР нереактивен, поэтому как газ в атмосфере он также вряд ли чем-то навредит.

Реальный вопрос: что заменяет гелий, если вообще что-то. Это повлияет на вашу атмосферу. Одна особенно важная метрика атмосферы называется масштабной высотой. Упрощенное приближение к нему:

ЧАС "=" к Т м г

где к — постоянная Больцмана, T — средняя температура атмосферы, m — средняя масса атмосферной молекулы, g — ускорение силы тяжести на планете.

Высота шкалы определяет, как быстро ваше атмосферное давление падает, поэтому большая высота шкалы означает более медленное падение.

Если ваша атмосфера заменит азот, скажем, гелием, то средняя масса молекул в атмосфере будет ниже, а высота вашей шкалы будет выше. Это имеет несколько практических последствий:

  1. В горы легче взобраться только с точки зрения давления воздуха . На вашей большой планете, скорее всего, есть горы поменьше, но на них будет труднее взобраться, потому что вы тяжелее.

  2. Было бы труднее выйти на орбиту — при прочих равных условиях атмосфера с большей масштабной высотой простиралась бы дальше от поверхности планеты, и поэтому вам нужно было бы подняться выше, чтобы попасть на орбиту. Это особенно сложно для вашей планеты, поскольку она также больше и массивнее Земли, поэтому у вас будут большие проблемы с космическими путешествиями.

  3. Самолету было бы легче летать на малых скоростях, но труднее летать на высоких скоростях. На малых скоростях важна плотность атмосферы, а на высоких – сопротивление воздуха. Вам нужно будет подняться выше, чтобы уйти от атмосферы, но на низких скоростях у вас будет преимущество. Это означает, что лететь в более высокой гравитации будет легче, но труднее двигаться быстро.

Его суперземля уже имеет ускорение гравитации в 1,75 раза больше земного. Атмосферное сопротивление — наименьшая из проблем, с которыми сталкиваются химические ракеты.
@AlexP да, согласен, но именно здесь вступает в игру «при прочих равных условиях». Если бы это была земная атмосфера, было бы легче, несмотря на гравитацию, по сравнению с планетой с такой же гравитацией и более высокой атмосферой.

Вы должны перепроектировать большую часть электроники. Кварцевые генераторы изменяют частоту в присутствии гелия. (Из-за этого из-за утечки гелия ваш мобильный телефон отключится на несколько часов.)

Это действительно работает для некоторых смартфонов, не для моего, к счастью. ;-) Я никогда не слышал, чтобы управляющие компьютеры зависали после заправки He на криомагнетике.

Гелий довольно инертен, но проникает во все .

Например, ваша цивилизация никогда не будет иметь функционирующей технологии электронных ламп, так как гелий будет просачиваться внутрь. То же самое и с электронно-лучевыми трубками.

Это представляет серьезное препятствие в ранней электронной работе. Без электронных ламп, без ЭЛТ-дисплеев ранняя электроника, телевидение, радио, радар, генерация и обнаружение рентгеновских лучей сильно затруднены. Есть вероятные способы обойти это, но мы понятия не имеем, как нам был доступен «легкий» путь через вакуумные трубки.

Затем они разрабатывают полупроводниковые технологии. И ТО тоже действует хаотично. Чем меньше вы делаете переходы, тем больше на них влияет гелий. Резонансные кристаллы меняют частоту, резисторы меняют сопротивление. Конденсаторы с воздушным зазором ведут себя хаотично.
https://www.phonearena.com/news/Helium-exposure-can-prevent-your-iPhone-from-working-right_id110568

Совершенно чистых газов или жидкостей не будет. Пример: Если вы сделаете герметичный стеклянный контейнер из 100,000% кислорода-17, то через несколько дней это будет 99,95% кислорода-17, загрязненного 0,05% гелия! Через несколько лет загрязнение сравняется с процентным содержанием газообразного гелия в атмосфере.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed006p108

А еще есть биологические эффекты: если вы поместите обычное земное существо в высокую концентрацию гелия, то гелий проникнет в клетки и вызовет там (небольшой масштаб) хаос.
https://pubs.asahq.org/анестезиология/статья/112/6/1503/10306/Cellular-Effects-of-Helium-in-Different-Organs

Гелий также может проникать в расплавленные и полурасплавленные металлы во время работы, что приводит к образованию микропузырьков в материале. Для нас это почти никогда не проблема, но кто знает, составляет ли содержание гелия, скажем, 5%?

Большинство этих побочных эффектов проявляются только потому, что организмы и устройства из среды без гелия подвергаются воздействию среды с высоким содержанием гелия. Это почти наверняка не будет проблемой для родных людей и устройств.

+1 очень интересно

На такой планете было бы трудно зажечь огонь. Легкие газы (He и H2) являются очень хорошими проводниками тепла. Разница очень заметна уже при более низком содержании.

Windchill может стать проблематичным в зависимости от вашего сценария.