Могла ли холодная планета (тундра) создать и поддерживать пригодную для дыхания атмосферу для людей?

Исходная ситуация:

  • У меня холодная планета со средней температурой ниже точки замерзания.
  • Есть магнитное поле.
  • Планета почти такая же большая, как Земля, и может иметь атмосферу.
  • Угол наклона оси планеты равен 0 или очень мал.
  • Месяцы немного длиннее, чем на Земле, а дни немного короче.
  • Климат - это вечный снег и лед, за исключением экватора, где достаточно жарко, чтобы иметь климат тундры.
  • На планете много воды, но большая ее часть замерзла.

При тундровом климате среднемесячная температура никогда не поднимается выше 10°С. В обычной тундре в холодное время года температура может понизиться, но, поскольку мы находимся на экваторе, колебания очень малы.

Таким образом, у нас есть 2 возможности: либо средняя температура постоянна между 0 и 10, либо есть сезон с температурой ниже 0. Но в обоих случаях температура может опускаться ниже точки замерзания в ночное время даже «летом».

Вопрос: Может ли эта планета без помощи передовых технологий создать и поддерживать пригодную для дыхания атмосферу для людей?

Когда вы говорите, что месяцы немного длиннее, чем на Земле, вы имеете в виду период луны планеты? В противном случае я не уверен, что это значит.
@MikeNichols: я не помню, есть ли вокруг этой планеты луна. Итак, вы правы, продолжительность месяца, вероятно, не имеет значения.
Времена года зависят от наклона планеты. Увеличьте наклон для большей разницы в сезонах. Сделайте его близким к 90 градусам, чтобы получить наибольшее удовольствие.
Есть ли в этой атмосфере океан?
@Anixx да, на планете много воды, но я не думал о том, как она распределялась.

Ответы (3)

Да

Чтобы получить кислород, вам нужно

  • вода
  • свет
  • и жизнь

Жизнь берет воду и свет и производит кислород. Вы дали воду и свет как константы, так что нам просто нужна жизнь.

Пока есть жидкая вода, жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, может существовать. Вы сказали, что ваш температурный диапазон поднялся до 10 градусов по Цельсию, поэтому жидкая вода будет существовать, по крайней мере, в небольших бассейнах. Этого было бы вполне достаточно для наших нынешних моделей абиогенеза. На самом деле, из-за явления эвтектического замерзания небольшие талые бассейны фактически стали бы сильно сконцентрированы в органических строительных блоках.

Микроскопическая жизнь вообще не имеет проблем с постоянным замораживанием и оттаиванием. Все может идти медленно, потому что химические процессы происходят медленнее при более низких температурах, но при достаточном количестве времени на вашей планете может развиться эквивалент водорослей и начать выделять кислород в атмосферу.

... а водоросли в океане не пострадают от замерзания и в любом случае будут производить большую часть кислорода. Если вы хотите, чтобы ваша планета действительно опустела, у вас может не быть жизни на суше. Но много жизни в океанах.
Кроме того, если вы думаете о тундре как о биоме: «В тундре растительность состоит из карликовых кустарников, осок и трав, мхов и лишайников».* Вы можете добавить это к выработке кислорода. @PeterMasiar Мне тоже нравится добавление водорослей. * ( en.wikipedia.org/wiki/Тундра )

Я собираюсь дать вам осторожное "да". Причина, по которой я проявляю осторожность, заключается в том, что это частично зависит от гипотезы, которая является и всегда была спорной. Если это правильно, то абсолютно такой сценарий возможен. Если это неправильно. . . ну, возможно, следующее рассуждение неверно.

Вы когда-нибудь читали о теории Земли-снежка ? Это на самом деле довольно увлекательно. В нем утверждается, что за последние 650 миллионов лет Земля по крайней мере один раз замерзала до невиданной ранее степени. . . за исключением предыдущего подобного инцидента. Теория приписывает этот период любому из ряда событий, включая извержение крупного супервулкана, изменения орбиты Земли или огромное изменение уровня парниковых газов в атмосфере.

Дело в том, что когда-то в прошлом Земля могла быть гигантским шаром изо льда и снега. Теперь, чтобы охладить Землю, вам понадобится чрезвычайно низкий уровень углекислого газа. И я имею в виду чрезвычайно низкий уровень. Забудьте текущий 1% или около того; Я имею в виду значительное снижение уровней CO 2 и CH 4 . Что заполняет этот пробел? Я бы предположил, что кислород и азот будут продолжать доминировать; учитывая, что в настоящее время они составляют почти всю атмосферу Земли, было бы очень трудно уменьшить их до незначительного количества. Кроме того, вам придется найти что-то, чтобы заменить их, что было бы непросто. Короче говоря, кислород, скорее всего, существовал в эти периоды снежного кома.

Что касается жизни . . . Меньше CO 2 означает, что растениям и другим фотосинтезирующим организмам приходится нелегко; это также означает, что почти всем остальным тоже приходится нелегко. Как отмечается на странице Википедии,

Недоброжелатели утверждают, что такое оледенение привело бы к полному исчезновению жизни. Однако микрофоссилии, такие как строматолиты и онколиты, доказывают, что, по крайней мере, в мелководных морских средах жизнь не претерпела никаких нарушений. Вместо этого жизнь развила трофическую сложность и пережила холодный период невредимой.

Далее на странице описываются различные экстремофилы, которые могли бы выжить. Но я думаю, что эта экспедиция должна быть в порядке. Они могли бы выращивать свои собственные растения и использовать их в пищу, получать энергию от Солнца и жить так хорошо, как вы можете жить, живя на гигантском снежном коме.


Есть еще одно доказательство, бросающееся вам (и мне) прямо в лицо: спутник Юпитера, Европа . Да, это луна, а не планета, но я могу себе представить, что увеличенная версия не сильно изменится на фундаментальном уровне. Кроме того, мы знаем , что он существует и заморожен (и был заморожен в течение достаточно долгого времени), поэтому я думаю, что могу использовать его в качестве достойного примера.

Поверхность Европы покрыта льдом (да, из воды), глубина которого может достигать многих километров. Кажется, он покрывает всю поверхность Луны (кстати, средняя температура ее поверхности составляет около 50 К — намного холоднее, чем вы ищете — но я пока не буду это учитывать). Внизу может лежать океан, который очаровывал людей с тех пор, как была предложена эта идея. Его атмосфера тоже содержит много кислорода. Конечно, это разреженная атмосфера, но хоть что-то. Условия не слишком хороши для развития жизни на поверхности, но хорошо подготовленная команда исследователей должна быть достаточно выносливой, чтобы выжить.

Дышащий, конечно. Планета могла сформироваться с кислородно-азотной атмосферой, достаточно похожей на земную, чтобы люди могли дышать. Это маловероятно, но это определенно возможно.

Устойчивый, теперь это другой вопрос. Как только люди начнут потреблять O2 без чего-либо, будь то жизнь или технология, для переработки CO2 обратно в кислород, в конечном итоге пригодный для дыхания воздух перестанет быть таким пригодным для дыхания. Это может занять эоны, но это произойдет.