Помимо низкой гравитации, какие условия благоприятствуют резкому ландшафту?

Я отмечаю, что популярные изображения луны без воздуха показывали высокие, крутые и зазубренные горы, пока фотографии 1960-х годов не показали, что холмы были низкими, гладкими и округлыми.

Телескопические фотографии областей Луны часто делались, когда Солнце находилось низко в лунном небе, что создавало длинные тени гор и стен кратеров. Астрономы могли бы рассчитать истинную высоту гор и стен кратеров, если бы знали, под каким углом находится Солнце в момент, когда были сделаны фотографии, но люди, которые просто смотрели на фотографии, предполагали, что горы были очень высокими и крутыми.

Факторы, которые сделали Луну безвоздушной, также сделали ее геологически неактивной в течение миллиардов лет, а это означает, что горам на Луне были миллиарды лет. Несмотря на то, что эти горы возрастом в миллиарды лет не были выветрены переносимой ветром пылью или осадками, на них повлияли миллиарды лет температурных изменений, резкая солнечная радиация, бомбардировка заряженными частицами солнечного ветра и медленная устойчивая бомбардировка микрометеориты и редкие крупные метеориты.

Конечно, такой маленький мир, как Луна, мог быть терраформирован космическими путешественниками, когда он был молод, и получил пригодную для дыхания атмосферу, когда его горы были еще высокими и зубчатыми. Я читал, что если бы люди терраформировали Луну, создав на ней атмосферу, эта атмосфера исчезла бы через тысячу лет. Однажды я прочитал в рассказе, вероятно, в соавторстве с Артуром Кларком, что Луна была терраформирована, а атмосфера удерживалась от побега слоем нанороботов, которые были соединены вместе и покрывали всю атмосферу и отбрасывали все молекулы, направлявшиеся вверх.

Чтобы ваша планета была пригодна для жизни людей, она должна иметь правильную пропорцию различных газов в своей атмосфере и приемлемое общее атмосферное давление. Жизненно важный кислород в атмосфере Земли был произведен растениями, и потребовались миллиарды лет, чтобы сделать это естественным образом на Земле.

Таким образом, планета должна иметь поверхностную гравитацию и скорость убегания, достаточно высокие, чтобы подавляющее большинство кислорода еще не ушло с планеты. Это означает, что если обитаемость вашего мира является естественной, а не результатом высокоразвитого терраформирования, гравитация на поверхности может быть значительно меньше, чем у Земли, но должна быть больше, чем, например, у Марса.

Я также отмечаю, что людям нужен только кислород в атмосфере Земли, поскольку им нужно вдыхать этот кислород только для дыхания, и им нужно лишь небольшое количество углекислого газа и азота для поддержания жизни растений и небольшое количество водяного пара, чтобы воздух оставался влажным. достаточно. Что пригодная для дыхания атмосфера может быть намного менее плотной, чем земная, что может снизить скорость погодной эрозии. Хотя высокореактивная в основном кислородная атмосфера может превратить камни в ржавчину и пыль и разрушить горы.

Кто-то может указать, что гравитация на поверхности и скорость убегания Титана — 0,14 г и 2,639 км/с — намного ниже, чем у Марса — 0,376 г и 5,027 км/с — и еще ниже, чем у Земли, 1,000 г и 11,186 км/с. километров в секунду, а ведь атмосферное давление на Титане во много раз больше, чем на Марсе, и даже немного больше, чем на Земле.

Одна из причин этого заключается в том, что Титан намного дальше от Солнца, чем Земля, и поэтому он намного холоднее Земли, слишком холодный, чтобы на нем можно было жить. Таким образом, температура молекул газа в верхнем слое атмосферы Титана, где газы вырвались из атмосферы в космос, намного ниже, и поэтому молекулы движутся гораздо медленнее, и меньшая часть молекул достигает космической скорости и улетает в космос. космос.

Если бы Титан был перемещен на расстояние Земли от Солнца, его поверхность была бы достаточно горячей, чтобы на ней можно было жить, а молекулы газа в верхних слоях атмосферы были бы примерно такими же горячими и двигались бы так же быстро, как молекулы газа в верхних слоях атмосферы. Атмосфера Земли. Таким образом, атмосфера Титана улетит в космос гораздо быстрее, чем это происходит.

Наблюдения с космических аппаратов "Вояджер" показали, что атмосфера Титана плотнее земной, а давление на поверхности около 1,45 атм. Он также примерно в 1,19 раза массивнее Земли в целом [34] или примерно в 7,3 раза массивнее на единицу площади поверхности.

https://en.wikipedia.org/wiki/Титан_(луна) 1

Сохранение плотной атмосферы на Титане было загадочным, поскольку атмосферы структурно подобных спутников Юпитера, Ганимеда и Каллисто ничтожно малы. Хотя это несоответствие до сих пор плохо изучено, данные недавних миссий предоставили основные ограничения на эволюцию атмосферы Титана.

https://en.wikipedia.org/wiki/Атмосфера_Титана 2

Таким образом, до тех пор, пока происхождение и выживание атмосферы Титана не будут лучше поняты, авторам кажется целесообразным избегать давать столь маленьким мирам, как Титан, плотную атмосферу, особенно плотную атмосферу, которая имеет ту же температуру и состав, что и Земля.

Могут быть способы обеспечить ваш мир кислородом, пригодным для дыхания, без того, чтобы он производился жизнью в течение миллиардов лет, в течение которых кислород и другие газы в атмосфере выветривали бы высокие горы.

Например, мир может быть похож на Землю, но очень молодой планетой с молодыми высокими горами и одним большим океаническим бассейном, заполненным водой. Мир страдает от безудержного оледенения, и океанский бассейн замерзает. Гигантский астероид падает, вероятно, в океанский бассейн, и испаряет много горных пород и весь лед в океанском бассейне. тепло настолько сильное, что вся испаренная вода также разделяется на водород и кислород. Почти весь перегретый водород уходит с планеты в космос, в то время как большая часть более тяжелого кислорода движется достаточно медленно, чтобы его удержала планета, и становится кислородной атмосферой. Часть водорода сохраняется и рекомбинирует с кислородом с образованием воды, а водяной пар в атмосфере служит парниковым газом и поддерживает температуру, достаточную для людей.

Насколько я могу судить, самыми высокими горами в Солнечной системе являются: 5) Гора Аскрей на Марсе высотой 14,9 км или 9,3 мили, 4) Гора Боссауле на Ио высотой от 17,5 до 18,2 км или от 10,9 до 11,3 мили, 3) экваториальный хребет. на Япете высотой 20 километров или 12 миль, 2) вулкан Олимп Монс на Марсе высотой 21,9 километра или 14 миль и 1) центральный пик Реасильвии, кратер астероида Веста, высотой 22 километра или 14 миль.

Двое из них находятся на Марсе, планете, достаточно большой, чтобы стать обитаемой при некоторых обстоятельствах, таких как терраформирование людьми в будущем. Но я считаю, что склоны этих вулканов настолько пологие, а кривизна марсианской поверхности так велика, что их было бы невозможно оценить, глядя на них. Но скалы у подножия горы Олимп имеют высоту до 6 километров или 3,728 миль.

На Венере Скади Монтес поднимается на 0,11 процента, или 0,0011 от среднего радиуса Венеры, на Меркурии Калорис Монтес поднимается на 0,12 процента, или 0,0012, от среднего радиуса Меркурия, на Титане Митрим Монтес поднимается на 0,13 процента, или 0,0013, от среднего радиуса Титана. , на Земле Мауа-Кеа и Мауна-Лоа поднимаются на 0,16 процента, или 0,0016, от среднего радиуса Земли, а на Марсе Гора Олимп поднимается на 0,65 процента, или 0,0065, от среднего радиуса Марса. Два других тела в Солнечной системе, Ганимед и Каллисто, которые могли бы стать обитаемыми при других обстоятельствах или которые люди могли бы разумно ожидать терраформировать в будущем, в основном состоят из льда и, следовательно, очень плоские.

У ряда меньших тел в Солнечной системе есть горы, высота которых больше пропорции радиусов тел, но эти тела меньшего размера еще менее пригодны для жизни, чем Меркурий или Титан. Самая большая из них — Ио, где Бусауле-Монтес возвышается на 1 процент, или 0,01, от радиуса Ио. Ио значительно меньше и менее массивна, чем Меркурий, Ганимед, Каллисто или Титан.

Максимально возможная высота поверхностного элемента определяется конструкционной высотой материалов, из которых он сделан, и материалов под ним. Как только высота и, следовательно, давление на дне превышают пределы материала, он размягчается и вытекает из-под поверхностного элемента, который затем опускается до тех пор, пока не достигнет нового равновесия давления.

Чем прочнее материал, тем выше его можно уложить до того, как давление на дно станет слишком большим. И чем ниже поверхностная гравитация мира, тем выше может быть сложен конкретный материал, при этом давление на дне не становится слишком высоким.

Таким образом, чем меньше гравитация на поверхности мира и чем прочнее (что обычно означает более плотные) материалы, из которых он состоит, тем выше могут быть его горы. К сожалению, поверхностная гравитация обычно пропорциональна плотности мира, поэтому миры с низкой поверхностной гравитацией, как правило, имеют материалы с низкой плотностью, а миры с высокой поверхностной гравитацией имеют материалы с высокой плотностью. Кроме того, планеты с низкой поверхностной гравитацией, как правило, с трудом сохраняют в течение геологических периодов атмосферу, достаточно плотную, чтобы на ней можно было дышать.

Таким образом, одной из возможностей была бы планета типа суперземли или мини-нептуна, которая существует достаточно долго, чтобы стать слоистой с самым плотным материалом, опускающимся на дно. Так что у него будет железно-никелевый сердечник. Затем в нее попадает другая планета в начале формирования их солнечной системы, и гигантский взрыв испаряет большую часть планеты, и большая часть материалов обеих планет ускользает от них. Но части ядер двух планет остаются жидкими, а не газом или плазмой, в основном из самых плотных материалов. Ядра захватывают друг друга, вращаются вокруг друг друга и постепенно закручиваются внутрь, пока не сливаются в другом гигантском столкновении.

Жидкое железоникелевое ядро ​​объединенной планеты постепенно остывает и затвердевает в твердую планету, состоящую в основном из никеля, железа и других тяжелых металлических элементов. Тем временем многие из газообразных и жидких фрагментов тяжелых металлов из планетарных ядер остаются на орбите вокруг объединенной планеты, остывают, затвердевают и слипаются, образуя все более и более крупные тела, вращающиеся вокруг объединенной планеты.

Приливные силы отталкивают внешние фрагменты все дальше и дальше от планеты, где они могут слиться в одну или несколько лун, и тянут внутренние фрагменты вниз к планете, и в конце концов они врежутся в планету. Это сформирует кратеры и круги из выброшенных материалов, которые могут быть выше, чем на каменистых планетах, если они полностью состоят из различных металлов.

И, может быть, еще несколько столкновений могут обеспечить планету тонким слоем камней, почвы, воды и атмосферы, а может быть, ее терраформируют инопланетяне или люди.

Еще одним фактором, влияющим на высоту гор на планете, будут силы, создающие горы. Как правило, более крупные, более массивные и более плотные планеты будут иметь более сильные силы, чтобы поднимать горы, а также более сильные силы, чтобы сносить горы.

Одним из способов для меньшего тела иметь более сильные геологические силы, чем обычно, было бы приливное взаимодействие с одним или несколькими другими мирами. Один из упомянутых выше миров, Ио, имеет постоянные вулканы из-за приливных взаимодействий с Юпитером, а также имеет самую высокую гору, Бусаул Монтес, которая очень высока в абсолютном выражении, а также очень высока по отношению к радиусу Ио.

Вулканическая скорость Ио настолько высока, что Ио было бы опасным местом для жизни, и может поднять температуру поверхности Ио настолько высоко, что сделать ее непригодной для жизни. На Европе, следующей самой дальней луне, уровень вулканической активности недостаточно высок, чтобы поддерживать в Европе достаточно тепла, чтобы на ней можно было жить.

Но если луна размером с Землю или Марс вращается вокруг газовой гигантской планеты, которая оказалась в обитаемой зоне своей звезды, и если эта луна размером с планету вращается вокруг газовой гигантской планеты на правильном расстоянии, чтобы иметь нужное количество приливного нагрева и вулканов , у него может быть пригодная для дыхания атмосфера, а также гораздо более впечатляющий ландшафт, результат более активной геологии, чем у Земли.

Или, может быть, вы могли бы написать историю, в которой туристы на планете Гарбрут увидят все знаменитые чудеса природы, такие как шпили Кослорма, горы Джаргант, Большой каньон Лимфар, горы Вадмосс, пропасть Оуо, каменная арка Хотута, Утесы Клабона и гора Эбертаст, и это лишь некоторые из них, и у вас сложилось впечатление, что планета состоит из вертикальных форм суши. Но, летя обратно в космодром, один из туристов делает то, чего раньше не делал. Они находят экран автомобиля и настраивают его так, чтобы он показывал, над чем они летят, и видят бесконечные равнины Джаханны.

Найдите способ сделать атмосферу планеты относительно новым явлением. Таким образом, его впечатляющая поверхность не была стерта до гладкости миллиардами лет эрозии ветром и водой.

Возможно, планета была безатмосферной сферой в непосредственной близости от большого газового гиганта, который постоянно воровал родную атмосферу планеты в свою большую массу.

Затем, миллион лет назад, гравитация планеты-изгоя вытянула безвоздушную планету на другую орбиту, дальше от гигантского похитителя газа. Возможно, в процессе планета-изгой также освободила большое облако атмосферы газового гиганта, которое попало на безвоздушную планету.

Теперь у вас есть планета, поверхность которой молода, с острыми краями и возвышающимися геологическими структурами, еще не стертыми недавно обретенными небесами. Если каким-то образом атмосфера, которую он украл у газового гиганта, также оказалась благоприятной для земной жизни, то все, что нужно, это хорошо укомплектованный колониальный корабль, чтобы воплотить в жизнь некоторые из этих фантастических произведений искусства.

Горы вызваны сочетанием тектонической активности/смещения и эрозии. Это само по себе дает вам несколько возможностей:

• На вашей планете может быть значительно больше тектонической активности. Земля имеет 7 тектонических плит. Может быть, на вашей планете их 20, или тектоническая активность ускорилась. Я не уверен, какие другие последствия это может иметь, или почему у планеты вообще может быть больше/меньше тектонической активности.
• На вашей планете может быть больше эрозии. Больше дождя означало бы больше рек. Больше рек означало бы более длинные и глубокие каньоны, а значит, и более высокие горы. Возможно, на вашей планете сейчас нет дождей, но по какой-то причине в прошлом дождей было значительно больше. Водопадам также нужен дождь, чтобы поддерживать их. Ветер также является источником эрозии.
• Состав вашей планеты может быть другим. Разные материалы/камни разрушаются с разной скоростью. Это приводит к множеству интересных геологических структур здесь, на Земле.
• Лед/ледники - еще один фактор эрозии, который оказывает огромное влияние на ландшафты. Есть массивные долины, которые были созданы уже не существующими ледниками, которые перемещались на несколько дюймов в год в течение многих тысяч лет. Возможно, ваша планета имеет недавнюю историю ледниковых периодов.

Есть и другие варианты, не связанные с тектонической активностью или эрозией:

• Экзотическая жизнь. Известняк здесь, на Земле, представляет собой горную породу, состоящую из скелетных останков древней морской жизни. Ваша планета может иметь похожую историю, когда остатки какой-то уникальной жизни создают материал с уникальными свойствами, который формирует ландшафт вашей планеты. Или деятельность существующей растительной/животной жизни может активно изменить окружающую среду. Может быть, деятельность какой-то уникальной формы жизни создает горы на протяжении многих тысячелетий.
• Чувственная жизнь. Может быть, на вашей планете велись массовые войны, или она была заминирована какой-то инопланетной расой с передовыми технологиями, а горные хребты оставили после себя шрамы.

В любом случае, для объяснения более экзотических образований потребуется что-то экзотическое (т. е. не только тектоническая активность и эрозия), если вы потрудитесь объяснить эти образования. Такие вещи, как шипы, массивные столбы/колонны, эти петлеобразные образования на вашем первом снимке. Чтобы объяснить это, понадобились бы экзотическая жизнь, погодные условия или материалы, потому что в противном случае им, вероятно, не хватило бы фактического естественного объяснения, согласующегося с тем, что мы знаем о реальном мире.

Типы ландшафтов, которые вы, кажется, ищете, обычно имеют две общие черты: они, как правило, геологически молоды и, как правило, состоят из относительно мягких и химически активных осадочных пород. Что вам нужно сделать, чтобы планета была покрыта этими участками, так это сделать ее чрезвычайно тектонически активной, со скоростью тектонического движения, измеряемой десятками метров , а не миллиметрами, в год, чтобы создать молодой горный ландшафт, и если вы действительно хочу подтолкнуть его к Carbonititeмантия. Карбонититовый вулканизм всей планеты не только сделает эти скорости тектонических движений разумными, но также означает, что скорость эрозии одинаково чрезвычайно высока в большинстве мест из-за химической реактивности горных пород, создавая таким образом экстремальные ландшафты на каждом шагу.

Эта комбинация создаст острые горы, глубокие каньоны и всевозможные странные эрозионные особенности, но это также будет означать, что достопримечательности, которые вы покажете своим детям, будут совершенно другими, когда они попытаются отвезти туда ваших внуков. Цена по-настоящему драматичных декораций — очень быстрая скорость смены.