Что я могу добавить в кислородно-азотную атмосферу, чтобы сделать ее неприятной или ядовитой для людей, но стабильной и пригодной для дыхания для местных существ?

У меня есть примерно похожая на Землю планета в солнечной системе на некотором расстоянии от нашей. Атмосфера этой планеты во многом похожа на земную, но, в частности, имеет несколько более высокое содержание кислорода; в настоящее время я думаю о 26-28% кислорода (O 2 (г)) и 65-68% азота (N 2 (г)), по сравнению с 21% кислорода Земли и 78% азота. Температура поверхности планеты колеблется от 230 К (-43°С) до 320 К (+47°С) в зависимости от местоположения и времени года.

По сравнению с атмосферой Земли, я хотел бы добавить к атмосфере планеты что-то, что обладает следующими свойствами:

  • Концентрация: несколько процентов по массе
  • По крайней мере, крайне дурно пахнущие, в идеале ядовитые для людей, какими мы их знаем; не обязательно иметь неприятный запах, если ядовит; чем выше токсичность, тем лучше, но нищие не могут выбирать, поэтому я возьму то, что могу получить
  • Не представляет проблемы для местных существ, эволюционировавших в такой атмосфере (это обязательное требование)
  • Разумно равномерно распределяется среди других атмосферных газов (я не хочу, чтобы он образовывал отдельный слой на какой-то высоте, где, если вы можете просто этого избежать, везде в принципе все в порядке)
  • Может поддерживаться в течение долгого времени в среде с высоким содержанием кислорода, возможно, за счет геологического пополнения (например, в результате извержений вулканов) или за счет распада какого-либо другого газа под воздействием солнечного излучения, который постоянно пополняется.
  • Не взаимодействует с остальной атмосферой при первой же возможности

На самом деле я не так уж много определился с географией или геологией планеты, поэтому, если какой-то аспект этого упрощает или усложняет задачу, я открыт для предложений.

Я думал о метане, но это в значительной степени нарушает, по крайней мере, требование нереактивности в среде с высоким содержанием кислорода.

Отсюда два очень тесно связанных вопроса:

  • Какие газы могут быть хорошими вариантами для удовлетворения всех вышеперечисленных критериев?
  • Если все критерии не удовлетворяются при использовании одного газа, добавленного в атмосферу, то какой самый близкий я могу получить?
Угарный газ был бы очень смертелен для людей, но не для животных, которые эволюционировали в такой атмосфере. Однако я не знаю, удовлетворяет ли он условию стабильности.
@Miech Да; не так уж сложно выполнить некоторые условия, но я не знаю ничего, что могло бы удовлетворить их все. Тем не менее, угарный газ, возможно, может быть достойным ответом , если вы сможете предложить биологический или геологический механизм для поддержания уровня CO в атмосфере.
Можешь поцарапать мою идею. У меня было смутное воспоминание о том, что смесь CO+O2 нестабильна, но я не проверил это перед публикацией первого комментария. После поиска я обнаружил, что смесь CO+O2 даже предлагается в качестве топлива в некоторых особых ситуациях, поэтому такая атмосфера будет взрывоопасной.
@Miech Концентрация CO, достаточно высокая, чтобы быть взрывоопасной, убьет человека менее чем за минуту. Вы можете снизить концентрацию на два порядка и по-прежнему убивать людей в течение нескольких часов.
CO в богатой кислородом атмосфере будет окисляться до CO2, поэтому его придется постоянно заменять.

Ответы (9)

Углекислый газ

Самое простое и понятное решение.

  • Смертельно опасен для человека при концентрации около 10% (это верхний предел «несколько процентов по массе», но вы сказали, что возьмете то, что сможете получить)

  • Гиперкапния убивает вас, изменяя концентрацию углекислоты в крови. Поскольку это всего лишь баланс pH, кажется, что местной дикой природе довольно легко эволюционировать, чтобы управлять им.

  • СО 2 рассеется по тропосфере и останется равномерно смешанным (см.: Земля)

  • СО 2 является одним из наиболее распространенных планетарных атмосферных газов (Венера, Марс), поэтому, скорее всего, он изначально присутствует на планетах. На Земле он был в основном заменен кислородом в результате фотосинтеза. Однако если взять засушливую планету с небольшим количеством океанов и биомассой растений и водорослей на порядок или два меньше, то можно объяснить, почему равновесный CO 2 уровни такие высокие. Геологические и биологические процессы (углеродный цикл) будут поддерживать этот уровень.

  • СО 2 стабилен в кислородно-азотной атмосфере (см.: Земля тоже плохо себя чувствует).

В качестве примечания, более высокий уровень CO 2 можно ожидать, что планета будет иметь более высокий парниковый эффект. Однако, если бы вы также сделали планету более засушливой и удалили много океанов, то в атмосфере было бы гораздо меньше водяного пара. Поскольку водяной пар является еще более сильным парниковым газом, чем CO 2 , вы можете утверждать, что есть некоторая точка, где эти эффекты уравновешиваются, и расстояние до солнца примерно одинаково.

Что касается засушливости планеты, я предлагаю следующую разбивку. Земля примерно на 70% состоит из океана, на 20% из пригодной для использования земли и на 10% из пустошей (Сахара, Антарктида, Сибирь и т. д.). Если вы измените соотношение на 20% океана, 20% пригодной для использования земли, 60% пустыни (гигантские континентальные пустыни), вы получите тот же относительный пригодный для жизни размер планеты, что и Земля, но при этом сильно сократите биомассу растений и водорослей.

На самом деле мне нравится эта идея; тем более, что СО 2 Уровень можно было легко настроить, чтобы получить желаемый эффект на людей: от едва заметного до явно проблематичного и смертельно опасного.
Можно ли обнаружить избыток CO2 без серьезной технической поддержки?
@Ash Да, и дешево
@kingledion Это было бы именно то, что я имел в виду под «тяжелой технической поддержкой», человек 1.0 не имеет возможности обнаруживать высокие концентрации CO2, хотя у него нет запаха, вкуса или чего-то в этом роде?
Хороший ответ легко получить естественным путем, включая вулканы. Засаженные углекислым газом атмосферы известны, например, на Венере и Марсе и отвечают вашим требованиям к яду. Я бы сказал, что это самое близкое, что вы получите. Единственным недостатком является то, что вам нужно его достаточное количество, хотя я думаю, что даже 2-5% в течение длительного периода не будут полезны для человека. Вы можете найти эту интересную ссылку: thinkco.com/carbon-dioxide-poisoning-608396 .

Двуокись азота.

http://emedicine.medscape.com/article/302133-обзор

Из http://www.healthhype.com/silo-fillers-disease.html

Двуокись азота повреждает, в частности, нижние дыхательные пути и легочную ткань. Он распадается на азот и оксид азота в дыхательных путях и легких, повреждая реснитчатые клетки, выстилающие дыхательные пути, и эпителиальные клетки (пневмоциты), поддерживающие воздушные мешочки (альвеолы) легких. Пневмоциты типа I в первую очередь поражаются при болезни наполнителя бункера. Это приводит к воспалению стенок бронхов и бронхиол (бронхит и бронхиолит) и альвеол (пневмонит) наряду с накоплением жидкости в легких (отек легких). Важно отметить, что ни бронхит, ни пневмонит при болезни наполнителя силосов не возникают из-за инфекции. Однако пациенты с болезнью наполнителя бункера подвержены большему риску развития инфекционного бронхита, бронхиолита и пневмонии.

Я читал об авариях в силосах, когда рабочие сталкиваются с карманом NO2, перегружены, а затем дополнительные рабочие, прибывающие, чтобы спасти их, также перегружены. Я думаю, что в такой концентрации NO2 просто виден — тяжелый коричневый газ.

В меньших концентрациях это важный компонент смога.

Я скептически прочел в этом отрывке, что активные фрагменты на самом деле представляют собой азот и оксид азота. Я скептически отношусь к этому - определенно закись азота вдыхается практически на 100% детьми у стоматолога. Оксид азота является сосудорасширяющим средством, а также не очень токсичным. Википедия утверждает, что

Воздействие NO2 на здоровье вызвано продуктами реакции или их метаболитами, которые являются активными формами азота и активными формами кислорода, что более вероятно.

NO2 может существовать в равновесии с O2 и N2, что хорошо для вашего мира. Люди могут какое-то время мириться с небольшими количествами NO2, что хорошо для повествовательных возможностей. Кусачая, неприятная атмосфера более убедительна, чем если бы ваши люди просто упали замертво от дыхания.

К аборигенам: наши механизмы очистки/детоксикации могут избавиться от некоторого количества NO2, а мы можем восстановить ущерб от остального. Вопрос степени, как и другие токсины. Если у ваших аборигенов гораздо более радикальная способность очищать клетки, они смогут переносить больше NO2. Для людей атмосфера может быть где угодно: от дна шахты (быстрая смерть) до пекинского смога (без удовольствия). Вы можете изменить его изо дня в день и от места к месту.

Вы могли бы выбросить немного мышьяка в атмосферу. Несколько лет назад ходили разговоры о земной форме жизни, которая использовала мышьяк вместо фосфора .

Википедия говорит (выделено мной):

В 2008 году были обнаружены бактерии, которые используют версию фотосинтеза в отсутствие кислорода с арсенитами в качестве доноров электронов, производя арсенаты (точно так же, как обычный фотосинтез использует воду в качестве донора электронов, производя молекулярный кислород). Исследователи предполагают, что на протяжении истории эти фотосинтезирующие организмы производили арсенаты, которые позволяли процветать восстанавливающим арсенат бактериям. [...] Хотя анионы арсената и фосфата имеют сходную структуру, нет никаких доказательств замены фосфата в АТФ или нуклеиновых кислотах мышьяком .

Теперь я не химик. Мышьяк в основном опасен для землян, если растворяется в нашей питьевой воде, но имеет формы, растворяющиеся в воздухе. Высокие концентрации мышьяка (несколько процентов должно быть более чем достаточно) должны сделать вашу планету смертельно опасной для человека. Он может пополняться локальными явлениями так же, как он пополняется на Земле и должен оставаться в вашей атмосфере (или, по крайней мере, в вашей питьевой воде и почве). Что касается запаха, спросите студента-химика Райана Карри :

Несколько источников утверждают, что большинство солей мышьяка не имеют вкуса, но могут изменить вкус пищи, которую они загрязняют (часто сообщается о горечи). Одним из симптомов отравления мышьяком (как и отравления другими металлами) является металлический привкус во рту.

Википедия утверждает, что 5 мг/м^3 «непосредственно опасны для жизни и здоровья». Потому что мне лень прямо сейчас приводить точные цифры, если атмосфера приближена к азоту (около 1,251 г/дм^3 = 1251 кг/м^3 при стандартной температуре и давлении), если моя математика верна, то это около 4 частей на миллион! Заставляет меня задаться вопросом, на что будут похожи несколько процентов (десятки тысяч частей на миллион) для незащищенных посетителей-людей; по крайней мере, почти наверняка сразу изнурительно. en.wikipedia.org/wiki/Arsenic#Legal_limits.2C_food.2C_and_drink и en.wikipedia.org/wiki/Азот
Газообразные соединения мышьяка слишком токсичны для целей ОП, наименее токсичные повсеместно смертельны при концентрации в несколько сотен частей на миллион.

Можно попробовать сероводород . Он нестабилен в течение длительного времени в кислородной атмосфере, но его можно постоянно обновлять из биологических источников, и вам не нужна высокая концентрация. Вы можете сделать его либо вонючим, либо смертельным, но не тем и другим одновременно, поскольку смертельные концентрации парализуют обоняние, и поэтому его нельзя почувствовать. Вам понадобится всего 1 часть на миллион, чтобы ваша планета очень плохо пахла, или, может быть, от 100 до 300 частей на миллион, чтобы быть смертельным.

Первое, о чем я тоже подумал, так что это приносит вам плюс один от меня. На самом деле планета может быть и вонючей, и роковой. В некоторых локациях будет фатальная атмосфера, скажем, из-за высокой концентрации биологических источников H2S, а в других их не так много. Пока вы чувствуете неприятный запах тухлых яиц, это безопасно, но если воздух пахнет свежестью, вы умрете.

Диоксид серы. https://www.cdc.gov/niosh/idlh/7446095.html Сайт требует не менее 30 символов. Почему? Я не знаю. Венера имеет следы SO 2 в своей атмосфере, это, безусловно, возможный газ. Это было бы непосредственной угрозой для здоровья при концентрации около 500 частей на миллион, что составляет 0,05%, поэтому пара процентов была бы смертельной. Альтернативой или просто дополнительным ядовитым газом является углекислый газ. Его переносимость намного выше, но от 7 до 10% вызывает потерю сознания. Обратите внимание, атмосфера Венеры в основном состоит из CO 2 .

Сайт требует 30 символов, потому что ответы только по ссылке на самом деле не являются ответами - если ссылка неактивна, они бесполезны.
Добро пожаловать в МирБилдинг! Как уже было сказано, сайт требует, чтобы вы написали не менее 30 символов, поскольку нам не нужны ответы, состоящие только из ссылок, и ответы, которые больше похожи на комментарии. Они будут удалены, если пользователь не конкретизирует это. Вы можете комментировать, как только вы достигнете 50 репутации. Если у вас есть время, посетите экскурсию и посетите справочный центр , чтобы узнать больше о сайте. Веселиться!

Что с Озоном ? Он имеет кислый запах, напоминающий запах хлора, он токсичен в довольно низких дозах, но не смертелен, пока дозировка не будет намного выше, он образуется естественным образом в присутствии УФ-излучения и метана .и то, что он не убивает, адаптируется к смертельным дозам в течение нескольких часов. Озон разлагается в присутствии кислорода, но он образуется достаточно быстро в нижних слоях атмосферы, чтобы представлять опасность для здоровья в современных городах, где смог дает несгоревшие органические молекулы в качестве катализатора. Планета с большим количеством УФ-излучения от яркой звезды, скажем, белого или синего спектрального класса, и активным анаэробным углеродным циклом, поэтому в атмосфере много метана и даже этана, будет иметь суточный цикл токсичности. В таком мире воздух будет вонять избытком озона ночью и быть смертельным днем, когда солнечный свет производит огромное количество свежего газа.

В качестве дополнительного примечания Озон в высоких концентрациях является одновременно коррозионным и взрывоопасным, поэтому тела, оставленные на солнце, растворятся и/или сгорят в дневные часы, залитые озоном.

Я нашел хлорные планеты, удовлетворяющие такому требованию. Вот один . Есть и другие возможности:

  • диоксид серы, если серная кислота заменяет воду
  • углекислый газ: если планета находится слишком далеко от своего солнца, ей потребуется больше парниковых газов, таких как CO2. Экосистема в равновесии должна поддерживать более высокий уровень, что может быть вредным для человека.

Я думаю, что двуокись углерода - ваш лучший выбор, как уже было сказано. Если вы хотите что-то более экзотическое, вам могут подойти хлор, бром или цианистый водород, но их нужно будет пополнять. Xeon используется в эстетических целях и в конечном итоге будет фатальным, но потребуются высокие концентрации. В противном случае посмотрите здесь: высокотоксичные газы

Я собираюсь сделать самое жестокое предложение здесь. Пусть кора вашего мира имеет большое количество поверхностного урана. На сколько огромен? Скажем, континентальные суммы.

Но я просил газ, а не твердый материал!

Ждать его. Уран естественным образом со временем распадается на радон, который является газом. В Википедии есть что сказать о радоне:

Это радиоактивный бесцветный благородный газ без запаха и вкуса. Это происходит естественным образом как промежуточный этап в обычных цепочках радиоактивного распада, посредством которых торий и уран медленно распадаются на свинец; сам по себе радон является продуктом распада радия.

Также:

Когда сам радон распадается, он производит другие радиоактивные элементы, называемые дочерними элементами радона (также известными как дочерние продукты радона) или продуктами распада. В отличие от самого газообразного радона, дочерние продукты радона представляют собой твердые вещества и прилипают к поверхностям, например к частицам пыли в воздухе.

Будучи благородным газом, радон в основном нереактивен.

Так зачем же требуется наличие поверхностного урана? Радон недолговечен (период его полураспада 3,8 дня), поэтому его необходимо пополнять из природного источника.

Мне нравится эта идея, потому что простого противогаза или костюма космонавта будет недостаточно, чтобы защитить человека в этой среде. И все, что вы используете для защиты от него, будет покрыто радиоактивной сажей.

Что касается того, как жизнь могла бы справиться с этим, просто поищите популяции растений и животных вокруг Чернобыля. Также для радиотрофных грибов, которые растут внутри Чернобыльского реактора, они используют меланин для извлечения энергии из излучения в процессе, похожем на фотосинтез. И это формы жизни, которые развились в нашем мире — в мире, в котором с самого начала всегда был высокий уровень радиоактивности, жизнь была бы гораздо более устойчива к нему.