Планетарная нитрификация: может ли это сработать?

Представьте, что пришельцы прибыли на Землю и обнаружили, что азот в воздухе для них токсичен. Представьте, что они хотели терраформировать нашу планету и решили решить эту проблему, нитрифицируя большую часть нашей атмосферы.

Они не хотели бы полностью останавливать круговорот азота; они просто хотят преобразовать достаточное количество азота в нитраты, чтобы не умереть в ту же минуту, как покинут свой космический корабль. Итак, мой вопрос: если они пойдут по этому пути, и, скажем, концентрация азота в атмосфере уменьшится вдвое, не вызовет ли это какой-то экологический кризис, который только сделает их жизнь здесь более проблематичной?

И если это так, что преобразование такого количества азота в нитраты было бы бессмысленным, потому что денитрифицирующие бактерии будут только возвращать азот в атмосферу, могут ли они преобразовать азот в другое нереакционноспособное соединение, не влияя на все растения, которым нужны нитраты для роста и производства белка?

Примечание: я знаю, что на самом деле есть два шага для преобразования азота в нитраты, но я просто использовал «нитрификацию» как более короткий путь.

Я бы не рекомендовал пытаться основать колонию на планете одновременно с ее терраформированием. Просто дождитесь окончания процесса. Добро пожаловать на сайт!

Ответы (2)

Это нормально.

Бывает уже, у пришельцев есть друзья здесь, на Земле. Rhizobia и другие бактерии регулярно преобразуют атмосферный азот для нас, видов более высокого порядка, поскольку мы все равно не можем использовать атмосферный азот.

Атмосферный азот составляет большую часть атмосферы, поэтому у вас будет несколько лет климатических эффектов, но на земле разница невелика (кроме последствий изменения климата), потому что подавляющее большинство атмосферы находится в 5 км от земли. -16 км, а не 1% или около того, в которых мы живем.

Так что приготовьтесь к проблемам с погодой и очень плодородному росту. Надеюсь, инопланетяне придут голодными.

Убьет ли Rhizobia резкое падение содержания атмосферного азота? Если мы потеряем Rhizobia (и других подобных), у нас будут проблемы?
Похоже, что большая часть азота, потребляемого Rhizobia (и т. д.), находится в нижнем 1% атмосферы, поэтому, если резкое сокращение произошло в верхних слоях атмосферы, это не должно иметь огромного эффекта, но поскольку инопланетяне посылают его вниз, это только на пользу им. Может быть, у нас будет чрезмерный рост бактерий и животных более высокого порядка, которые извлекут из них пользу. Этот ответ (должен быть) полон множества предположений, поскольку мы даже не знаем полностью нашу атмосферу и климат как таковые.

Мне придется возразить против выбранного вами ответа.

Проблема в том, как эти инопланетяне собираются избавиться от азота? Вы упомянули «превращение такого количества азота в нитраты», что предполагает, что это то, что вы имели в виду. Итак, молекулы N2 превращаются в ионы NO3, верно? Ммм, нет. Фиксируя азот, вы истощаете атмосферу гораздо больше кислорода, чем азота, а именно в 3 раза больше. Итак, поскольку земная атмосфера состоит (примерно) на 80% из азота и на 20% из кислорода, когда около 8,3% из 80% преобразуются в NO3, ВЕСЬ кислород будет израсходован.

Другая альтернатива, аммиак, намного хуже. Аммиак, NH4, потребляет в 4 раза больше водорода, чем азот, а поскольку общее количество свободного водорода в атмосфере составляет всего 55 частей на миллион (по объему, а не по весу), у вас не так много рычагов воздействия.

Конечно, если инопланетяне являются примерами Закона Кларка («Любая достаточно продвинутая технология неотличима от магии»), Они могут обойти это, превратив около 3/8 азота в кислород, связав его с 1/8 азота, и тем самым нитрифицировать 1/2 всего азота.

Это хорошая идея? Я бы не советовал. Давайте проигнорируем выброс энергии, вызванный преобразованием кислорода в азот — эти инопланетяне действительно хороши в части «неотличимы от магии». Если мы не хотим игнорировать это, поверхность земли превращается в хрустящих тварей, и это обычно считается Плохой вещью.

NO3 является стандартной мерой азота в удобрениях, и сброс такого большого количества нитратов в почву будет означать (по сути) массовое чрезмерное удобрение и быстро уничтожит большинство растений. Произведенный NO3 составляет около половины всей атмосферы, а атмосферное давление составляет 15 фунтов на квадратный дюйм, поэтому общее количество NO3 составит около 7 фунтов на квадратный дюйм, что намного превосходит все, с чем мы когда-либо сталкивались. Для получения более подробной информации см. http://www.growweedeasy.com/nitrogen-toxicity-cannabis .. Около 70 % этих нитратов будет напрямую откладываться в океаны, а стоки воды будут содержать чрезвычайно высокие уровни азота, что быстро вызовет цветение водорослей в мировом океане, что приведет к снижению уровня кислорода и гибели всей поверхностной рыбы, а затем медленнее у более глубоких видов, поскольку истощение кислорода шло вниз. Местная, поверхностная версия этого явления уже наблюдается в таких местах, как Мексиканский залив, где стоки удобрений с ферм вдоль реки Миссисипи создают «мертвые зоны». Конечно, это предполагает, что уровни нитратов не будут напрямую убивать существующие водоросли (не очень хорошее предположение, ИМО, но я не эксперт в этой области).

При всем уважении, это хороший пример того, что вы должны подождать не менее 24 часов, прежде чем выбрать ответ.

Интересно, каким толстым слоем нитратов она покрыла бы Землю.