Перевернутый мир Эвереста

Я хочу создать мир с большим разнообразием обитаемости с точки зрения температуры и давления. Некоторые районы были бы пригодны для жилья; другие в меньшей степени, некоторым потребуется защитная одежда, а некоторые могут быть недоступны без скафандров / защитных транспортных средств.

План состоит в том, чтобы начать с мира размером примерно с Землю с примерно 1 граммом, но с другими характеристиками поверхности и гораздо меньшим количеством океана. Я хочу мир с диапазоном высот от самых высоких гор до бездонных равнин с большинством удобных жилых районов на вершинах гор и в их непосредственной близости.

Атмосфера будет состоять в основном из двуокиси углерода, кислорода и азота, но будет преимущественно двуокисью углерода, однако, учитывая, что двуокись углерода тяжелее кислорода или азота, я ожидаю найти более высокую пропорцию на более низких высотах.

Конечным результатом является высокое давление, температура и концентрация углекислого газа в низинах и постепенное снижение давления, температуры и уровней углекислого газа в горной местности и интересное разнообразие окружающей среды между ними. Так что это немного похоже на гору Эверест в обратном направлении, наверху можно жить, а внизу нет.

Долю газов в атмосфере и общее давление в самой низкой точке можно регулировать по мере необходимости, но незащищенные люди должны иметь возможность комфортно жить снаружи на больших высотах, неудобно на более низких высотах и ​​недолго на самых низких высотах.

Возможен ли такой мир, и если нет, то как еще его можно приспособить для получения такого эффекта?

Теперь это крутой вопрос. Разве нет какой-то математики, которая рационализирует планетарную массу до максимальной атмосферы? Как горные вершины становятся умеренными и засушливыми, когда на планете меньше воды? Разве это не предполагает постоянного дождя (или, по крайней мере, невероятно высокой влажности) на таких высотах?
«...большинство благоустроенных населенных пунктов на горных вершинах и в их ближайшем окружении». Чем именно это отличается от Земли? Сравните Центральную долину Калифорнии с Сьеррой, Анды с бассейном Амазонки, большую часть Индии с предгорьями Гималаев... поднимайтесь быстро, поэтому тепло, вероятно, будет вашим решающим фактором. Конечно, это зависит от широты, а также от высоты.
Также вы не обнаружите существенных различий в составе атмосферы с высотой, так как газы слишком хорошо смешиваются. (Кроме водяного пара, который будет конденсироваться по мере снижения температуры с высотой. Таким образом, ваши низменности будут либо очень жаркими и влажными — бассейн Амазонки на стероидах, — либо жаркими и сухими — Сахара тоже. Вы можете взглянуть на мессинский кризис солености, когда Средиземное море в значительной степени высохло, образовав бассейн на несколько километров ниже уровня моря: en.wikipedia.org/wiki/Messinian_salinity_crisis

Ответы (3)

На Земле состав воздуха в значительной степени постоянен (за исключением водяного пара) на высоте примерно до 10 км . Водяной пар меняется из-за колебаний температуры, так как имеет тенденцию замерзать. Поэтому я не думаю, что ваша переменная композиция с высотой не работает. Причина этого просто в том, что атмосфера хорошо перемешивается из-за разницы температур (проявляющейся в виде погоды).

Если вы возьмете планету, похожую на Землю, и просто добавите ей больше атмосферы, то отравление кислородом начнет воздействовать на людей на малых высотах. В статье Википедии о высотной зоне смерти есть несколько полезных цифр.

Например, если дать вашей планете массу, в три раза превышающую массу атмосферы, то давление на любой заданной высоте будет в три раза выше, и «парциальное давление» кислорода также будет в три раза выше. Это дает нормальную земную атмосферу на вершине горы высотой с Эверест, что выглядит правильно. Люди могут спуститься на высоту базового лагеря Эвереста в разумной безопасности.

Но на уровне моря, при атмосферном давлении 3 бара и парциальном давлении кислорода 0,6 бар кислородное отравление легких наступит через день или около того. Азотный наркоз также начнет проявляться в легкой форме, нарушая способность рассуждать и выполнять незнакомые задачи.

Если пропорция углекислого газа такая же, как на Земле, парциальное давление на уровне моря будет равно примерно 1200 ppm в земной атмосфере. Было замечено, что это оказывает негативное влияние на мышление, но меньше, чем воздействие азота. Если у вас больше углекислого газа, ситуация ухудшится, но нагрев парникового газа не является локализованным: он достаточно медленный, чтобы распространяться на атмосферу в целом из-за перемешивания.

Это обнадеживающее начало. Учитывая, что молекулы кислорода и азота имеют одинаковую массу, я ожидаю, что разница в концентрации на высоте будет очень небольшой. Однако молекула углекислого газа немного тяжелее, поэтому я ожидаю, что она будет немного более концентрированной в нижних слоях атмосферы, что говорит о том, что ее может быть не так много, и любая разница, несомненно, будет перекрыта разницей из-за изменений в давление одно.
Итак, кислород и азот хорошо работают в вашей модели, но как насчет углекислого газа? Я подозреваю, что люди могут выдержать довольно много, возможно, 1000 частей на миллион на вершине горы, что означает гораздо больше на равнинах (из-за перепада давления) и, следовательно, сильного нагрева там из-за парникового эффекта.
@Slarty: Объяснение смешивания и эффектов CO2.

Некоторые районы будут пригодны для проживания

Чем? Люди? Местная фауна? Местная флора?

Дело в том, что растительная жизнь, похожая на Землю, процветала бы в болотистых низинах. CO2 был бы для них раем, и они распространились бы повсюду. В конечном итоге они будут производить кислород в таких больших количествах, что это изменит состав атмосферы, как это произошло на Земле. Это позволит эволюционировать дышащим кислородом.

Я предполагаю, что проблема заключается в создании стабильной атмосферы, подобной той, которую вы предлагаете.

Возможен ли такой мир...

Я думаю, что ответ заключается в том, что он будет нестабильным.

и если нет, то как еще его можно настроить, чтобы добиться такого эффекта?

Если вы откажетесь от «обитаемого» ограничения, тогда может быть ответ, основанный исключительно на физике. Я оставлю это метеорологам и физикам.

Да, ваша планета может существовать.
Поскольку мы создатели миров, давайте возьмем Венеру в качестве отправной точки...

Помимо добавления облаков серной кислоты, Венера почти идеальна, с толстым слоем углекислого газа, покрывающим и изолирующим ее планетарную поверхность. Самая высокая гора Венеры называется Максвелл Монтес, и ее высота составляет 6,8 мили по сравнению с нашей горой Эверест, высота которой составляет 5,4 мили. Есть даже немного свободного кислорода в виде атмосферного озона.

С другой стороны, высота атмосферы составляет лишь четверть высоты Земли. Венера также немного худощава, с планетарной массой 4,867 × 10 ^ 24 кг по сравнению с земной 5,972 × 10 ^ 24 кг. Он также намного ближе к солнцу, что в сочетании с изоляционными свойствами его атмосферы делает текущую температуру планеты немного более высокой для вашего использования.

Ни одна из этих проблем не является непреодолимой во время лотереи создания планеты. Легко поверить, что там существует солнечная система, эквивалентная Солнцу, в которой чуть более пухлая Венероподобная планета достигла немного более высокой орбиты. Если бы его планетарный состав также содержал большое количество сильного основного соединения, такого как гидроксид натрия, сернокислотная часть атмосферы могла бы нейтрализоваться и дать нам некоторое количество воды в процессе.

Тогда все, что нам нужно, это немного сине-зеленых водорослей (возможно, от панспермии ) для производства кислорода. Оттуда нетурбулентная атмосфера и небольшая гравитация — это все, что вам нужно, чтобы атмосферные газы рассеялись слоями. Если кислородный слой оседает вблизи вершин самых высоких гор, это просто замечательное совпадение.

Ваша планета вполне возможна, и планеты, подобные ей, вероятно, естественным образом образовались в солнечных системах по всей Вселенной. Более локально, дизайн вашей планеты может быть частью будущего нашей Венеры, если наши потомки выживут достаточно долго, чтобы стать терраформерами , то есть настоящими строителями мира!

Венера — интересный пример. Но вершина горы должна быть пригодной для жизни, поэтому парциальное давление углекислого газа не может быть таким высоким. 1% можно выдержать. 10%, вероятно, неприемлемо или ненадолго. Также парциальное давление кислорода должно быть намного выше, чем на Венере.
Вы проверили, что сине-зеленые водоросли являются чистыми производителями кислорода? «Сине-зеленые водоросли фотосинтезируют в течение дня, добавляя кислород в воду, но потребляют его ночью. Это означает, что ранним утром уровень кислорода может быть очень низким и может задушить рыбу и других существ. распад также может удалить большое количество кислорода». cdn.naturalresources.wales/media/686163/…
@Slarty, хорошие моменты! Все, что будет жить на вашей планете, должно быть более устойчивым к углекислому газу, чем базовая модель человека. В моем текущем незавершенном романе персонажи — это homoaquaticus, которые были генетически изменены, чтобы жить в заполненном водой корабле поколений. Не думайте, что все проблемы нужно решать в планетарном масштабе. Небольшая генетическая переделка может многое исправить.
@chasly-reinstateМоника, Интересно! Нет, мое исследование сине-зеленых водорослей началось и закончилось одним-единственным поиском в гугле «откуда взялся кислород на Земле?». В ответе было сказано «сине-зеленые водоросли», так что именно это я и выбрал в своем ответе. Если ваше упомянутое исследование верно, то я предполагаю, что вопрос о происхождении кислорода на Земле снова остался без ответа. Легко решить в моем ответе. Просто замените «сине-зеленые водоросли» на «чистый кислород, производящий сине-зеленые водоросли». Тот факт, что наш нынешний урожай водорослей настолько эгоистичен, что поглощает все, что создает, не означает, что так поступают все водоросли.
Перевернутый мир Эвереста
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v