Является ли атмосфера этой планеты стабильной и разумной, и есть ли что-нибудь, о чем следует помнить для живущих в ней форм жизни?

Вдохновленный ответами на вопрос « 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?» , Я строю планету, которая в настоящее время...

  • Имеет железный сердечник, чтобы магнитное поле помогало удерживать атмосферу.
  • Имеет поверхностное гравитационное ускорение около 12,2 м/с 2 , что примерно на 25% больше, чем у Земли (в силу того, что он немного массивнее Земли, а также несколько меньше)
  • Покрыт 73,9% суши и 26,1% океанов (в основном, противоположность Земли).
  • Имеет атмосферу, состоящую из 67,2 % N 2 , 27,4 % O 2 , 4,8 % CO 2 , 0,4 % Ar и 0,2 % разного (по которому я еще не определился с полной разбивкой, но который включает 2,4 ppm As ). )
  • Имеет поверхностное атмосферное давление 1930 мбар.
  • Геологически очень активен, с множеством действующих вулканов как на суше, так и под водой, а также с активной тектоникой плит.

На планете будут формы жизни, мало чем отличающиеся от тех, что встречаются на современной Земле, но, очевидно, не люди, какими мы их знаем.

Теперь вопросы, очень связанные с ИМО:

  • Будет ли эта атмосфера стабильной? Если нет, то почему?
    • Я не возражаю против случайных (или даже не очень случайных, это много кислорода) лесных пожаров, но я не возражаю, если полмира сгорит в огне при первом ударе метеорита или извержении вулкана.
  • Является ли смесь и давление разумными , учитывая планету? Если нет, то почему?
  • Есть ли в атмосфере что-то такое, что могло бы создать особые проблемы для отвратительных форм жизни? Есть что-нибудь, что, по вашему мнению, я должен иметь в виду при разработке форм жизни, адаптированных к этой атмосфере?
Учитывая, что в атмосфере этой планеты содержится большое количество свободного кислорода, я бы сказал, что планета определенно имеет какую-то фотосинтезирующую жизнь, потому что в противном случае этот кислород быстро нашел бы что-то для окисления и исчез бы в геологическое мгновение. глаз. И я , кажется , помню, что мышьяк (который является твердым при разумных температурах) должен быть довольно горячим, чтобы сублимировать в газ.
Ваш атмосферный мышьяк окислится и покинет атмосферу. Все это окажется в воде/почве. В остальном это кажется очень похожим на Землю.
@Will Вы говорите, что worldbuilding.stackexchange.com/a/78791/29 неверен? Если да, то не могли бы вы поподробнее рассказать о своих рассуждениях?
Мышьяк твердый и в конце концов попадет на пол или в воду, но это может занять некоторое время. Есть отчеты общественного здравоохранения о переносе выбросов мышьяка ветром (в основном из Китая) и его распространении по всему миру. Пока мышьяк постоянно поступает из определенного источника (вулканы кажутся вероятным выбором), вы можете поддерживать относительно высокую долю мышьяка в атмосфере. На самом деле не имеет значения, что он продлится всего несколько миллионов лет, если мы исследуем этот мир прямо сейчас.
@MichaelKjörling: связанный ответ говорит о солях мышьяковой кислоты H3AsO4 (арсениты и арсенаты), а не об элементарном мышьяке.
@AlexP Хм, хорошая мысль. Тогда я, возможно, захочу переосмыслить эту часть.
Вы не сообщили никаких подробностей о его главной звезде. Активная вспыхивающая звезда окажет огромное влияние на планету по сравнению с относительно спокойной звездой, такой как наше Солнце. Кроме того, орбита планеты. Если вне зоны Златовласки, то все будет иначе. По вашему описанию он находится внутри зоны Златовласки, но от того, где он находится, зависит, будет ли жарко или холодно.
Я бы не беспокоился о лесных пожарах. Эволюция приспособит флору и фауну, чтобы справиться с ними. На самом деле, они будут использовать их для распространения форм жизни. Это происходит в австралийском Буше. На вашей планете это произойдет на стероидах. Половина планеты, сгоревшей в огне, будет хороша для местной жизни.
@a4android Звезда такая же, как на worldbuilding.stackexchange.com/q/79646/29 ( мю с т а р 1,367 × 10 20 м 3 с 2 ). Эта планета имеет радиус орбиты вокруг звезды менее 1,53 а.е. с низким эксцентриситетом (период около 58,69 млн секунд). Радиус планеты 5872 км (около 0,92 радиуса Земли), масса 6.329 × 10 24 кг (около 1,06 массы Земли), результирующая мю 4.224 × 10 14 м 3 с 2 . Две луны, детали которых еще предстоит решить. Я не решил, насколько активна эта звезда, но она моложе нашей — 3,9 миллиарда лет. Что-нибудь еще?
Отличный вопрос, но я думаю, что последний пункт списка выходит за рамки слишком широкой территории. Я избегал упоминать об этом в своем ответе, потому что существует слишком много типов биологических процессов, которые взаимодействуют с атмосферой (фотосинтез, легкие, жабры, высокая концентрация кислорода, атакующего липиды и т. Д.), Чтобы действительно вдаваться в них. Вы должны выделить эту часть в серию более узких вопросов, ИМО.
@kingledion Намерение этого последнего пункта на самом деле состояло не в том, чтобы углубиться в каждую конкретную возможную биологическую адаптацию, а в том, чтобы зафиксировать такие аспекты, как «эта атмосфера не может поддерживать какую-либо жизнь, которую мы можем себе представить, потому что Причина X». Если у вас есть идея, как лучше отразить это в вопросе, не превращая его в чрезмерное словоблудие, предложите редактирование.
Детали звезды и планеты высоко ценятся.
У вас очень высокое содержание CO2, он, скорее всего, растворится в океанах. Особенно, учитывая более высокое давление. В ваших океанах будет газированная вода. Затем он затвердеет в виде твердых соединений на дне океана. Однако вы можете поддерживать высокий уровень CO2 в атмосфере из-за вулканической активности.

Ответы (3)

Начал как комментарий, а стал ответом.

Во-первых, вулканическая активность может повлиять на вашу атмосферу. В зависимости от планетарного состава есть большая вероятность, что эти вулканические явления добавят в вашу атмосферу компонент серы. Максимум незначительное изменение. Хотя помните, что если на вашей планете отсутствует тектоника плит и сохраняется эта высокая вулканическая активность, эти вулканы начнут расти до пропорций Олимпийских гор на Марсе, потенциально дольше, поскольку они растут в течение миллиардов лет.

Смесь кажется разумной, и выбранные вами компоненты могут быть поглощены планетой или выброшены обратно в атмосферу. Этими процессами можно объяснить колебания макияжа... Я бы сказал, что у вас все хорошо.

Последнее замечание в качестве комментария к вашим коренным существам. Помните, что дыхание зависит от парциального давления кислорода, а не только от его соотношения в воздухе. Я полагаю, что при таком давлении и концентрации эта атмосфера вызовет проблемы с отравлением кислородом у людей и большинства других существ, обитающих на Земле. Используя прошлые примеры, может показаться, что гигантизм — это естественный путь преодоления кислородной токсичности. Короче говоря, ваши существа будут слишком большими и будут иметь цикл развития, который включает в себя массовый рост на ранней стадии развития для преодоления проблем с кислородной токсичностью.

Olympic Mons весом 1,25 г и разъедающей атмосферой? Ты хочешь.
Часть рассуждений, которые привели как к высокому содержанию кислорода, так и к высокому атмосферному давлению, заключается именно в том, чтобы хотя бы приблизиться к диапазону парциального давления для отравления кислородом у людей при все еще разумном содержании кислорода в атмосфере. (Я даже просмотрел некоторые диаграммы НАСА только для этой части.) Я не рассматривал гигантизм, но на самом деле это неплохо для некоторых из того, что я имею в виду. Да, на планете есть тектоника плит.
@user58697 user58697 А как насчет атмосферы, которая может быть разъедающей? Вы имеете в виду большое количество кислорода? Пожалуйста, уточните немного.
Более вероятно, что формы жизни будут эволюционировать с повышенной толерантностью к кислороду. Так что гигантизм по этой причине не нужен. Эрозионная атмосфера из-за повышенной погодной активности. Возможно любое более высокое содержание серы будет в форме сульфатов и серной кислоты. Кислотные дожди будут способствовать эрозии. Больше кислотных дождей, больше эрозии.

Частичное давление

Заметьте, я не знаю г/моль из Другие поэтому я попытался сделать среднее значение с вашими фактическими газами.

| Газ % г/моль моль Фрактальная моль Парциальное давление (кПа) Н 2 67,20% 28.01 18,83 62,88% 121,37 О 2 27,40% 32.00 8,77 29,29% 56,53 СО 2 4,80% 44.01 2.11 0,53% 13,62 Ар 0,40% 39,95 0,16 0,06% 1,03 В качестве 0,024% 74,92 0,02 0,02% 0,12 Другие 0,18% 29,94 0,05 0,18% 0,34 Общий 100% 248,83 29,94 100% 193 |

  • Азот (N 2 ): 121,37 кПа
    • Азотная наркопсия: Нет, не волнуйтесь, у вас нет азотной наркопсии, потому что она развивается при давлениях выше 240 кПа и 354 кПа , а у вас есть только 121,37 кПа N 2 .
  • Кислород (O 2 ): 56,53 кПа:
    • Кислородная токсичность : Когдапарциальное давление O 2 превышает 50 кПа , кислород становится токсичным . Также вы будете страдать гипероксией .
      Симптомы:
      • Дезориентация, проблемы с дыханием, изменения зрения, такие как близорукость.
      • Длительное воздействие более высокого содержания O 2 PP или более короткое воздействие, но очень сильное, может вызвать окислительное повреждение клеточных мембран, коллапс альвеол в легких, отслойку сетчатки и судороги.
      • Многое другое, нажмите на ссылку для получения дополнительной информации.
      • В этом вопросе вы можете получить больше информации, а также увидеть диаграмму симптомов.
  • Углекислый газ (CO 2 ): 13,62 кПа
    • Гиперкапния (отравление углекислым газом): тяжелая гиперкапния вызывается приростом CO 2 на 10 кПа , а у вас 13,62 кПа . Ты умрешь через несколько часов.
      • Если вы хотите увидеть все симптомы высоких значений CO 2 или таблицу о % CO 2 и летальности, вы можете увидеть тот же вопрос, что и выше .
  • Аргон (Ar): 1,03 кПа
  • Мышьяк (As): 0,12 кПа:
    • В этом вопросе я сказал, что это яд, но у него 0,93% As, в вашем случае As слишком низкий. Токсичность мышьяка превышает 10 мкг/м³ , а у вас ее нет, не беспокойтесь.
  • Другие: 0,34 кПа
    • Это другие, я не знаю, что это...

Ваши животные должны уметь:

  • Поддерживают респираторный ацидоз , они должны быть способны поддерживать высокий уровень pH в крови или иметь внутреннюю систему для снижения pH.
  • Поддерживая токсичность кислорода , они будут иметь некоторую способность поддерживать повреждение клеточных мембран (например, легких и глаз) и свободных радикалов кислорода: АФК , которые разрушают ДНК или клеточные органы.

Кроме того, имейте в виду, что вы станете кошмаром для всех людей, самым страшным из когда-либо... ... ... БОЛЬШИХ НАСЕКОМЫХ! . Как вы думаете, у нас уже есть такие большие пауки ? Ну, я не хочу посещать вашу планету .... В этом ответе я объясняю это, у насекомых нет дыхательной системы *, они дышат через кожу, поэтому, если вы сделаете их больше, им не будет хватать см 2 поверхности на грамм insect, они задохнутся. На вашей планете в воздухе содержится двойное количество кислорода, поэтому насекомое может быть намного больше, не задохнувшись.
* У насекомых есть дыхательная система, но у них нет легких или жабр, они используют другие вещи .

Стабильность

Извините, я мало что знаю об этом, но я знаю, что CO 2 и O 2 нестабильны.
Что это значит?
Это означает, что вам нужен постоянный их поток.

  • Кислород (O 2 ): Кислород обладает пассивной способностью образовывать оксиды , это означает, что если у вас нет источника кислорода, через несколько миллионов лет (или меньше...) все металлы на поверхности будут оксидами. и кислород исчезнет из атмосферы.
    Моя единственная идея получить источник кислорода — это фотосинтез , который делает кислород из углекислого газа.
  • Углекислый газ (CO 2 ): Но теперь у нас есть другая проблема.
    • Углекислый газ обладает пассивной способностью медленно соединяться с водой, делая ее более кислотной, ну, это действительно медленно, так что у вас нет проблем, но...
    • Фотосинтез использует углекислый газ, поэтому вы очень быстро его потеряете, к счастью, вы можете использовать вулканы, чтобы получить постоянный источник CO 2 .
  • Мышьяк (As): Я не знал об этом, но из ответа Kingledion я узнаю об этом. (У вас есть мой голос).

Смесь

Ммм, да, я думаю, что это разумно, это почти личное мнение, но я вижу, что это возможно, очевидно, это возможно только в том случае, если у вас есть фотосистема (растения) и вулканы от моего личного мнения.

Атмосфера должна быть стабильной

Углекислый газ

Это соотношение двуокиси углерода и кислорода должно быть стабильным, пока это соотношение поддерживается углеродным циклом на вашей планете. Наличие вулканов для повторного добавления углерода в атмосферу, безусловно, хорошо. Вам понадобится фотосинтетическая жизнь (или какой-то другой суррогат, производящий кислород), чтобы сохранить этот свободный кислород в воздухе; иначе он быстро окажется в скалах и что там у вас.

мышьяк

Мышьяк не будет висеть в воздухе. Из Википедии,

Он легко окисляется на воздухе с образованием триоксида мышьяка и воды...

В качестве 2 О 3 в свою очередь, гигроскопичен и в конечном итоге окажется в растворе. В конечном итоге ваши океаны будут слабокислыми с ионными арсенитами в растворе.

Кислород под высоким давлением

Что касается уровня кислорода, то он, вероятно, составлял не менее 27% в течение двух периодов (десятки миллионов лет) в истории Земли, в том числе на протяжении большей части мезозоя.

Тем не менее, высокое давление заставляет меня задуматься. Если давление в 1,9 раза больше земного, а концентрация кислорода 27%, то парциальное давление кислорода равно

1,9 * 27 20 знак равно 2,6
раз больше, чем у нашей Земли, парциальное давление около 510 мбар. Есть утверждения, что давление воздуха было выше в мезозое, что делает эту проблему спорной, показывая, что парциальное давление кислорода в дополнение к концентрации в прошлом было выше. Но эти утверждения не кажутся мне законными, и мне придется найти веские доказательства, прежде чем принять их.

Константы равновесия для газовых реакций зависят от парциального давления этого газа, поэтому именно парциальное давление, а не процентный состав определяет, будут ли вещи самовозгораться, по крайней мере, при более высоких давлениях. Рисунок 5 на странице 10 этого отчета НАСА показывает, что воспламеняемость уменьшается при постоянном парциальном давлении кислорода в виде инертного газа (N 2 ) давление увеличивается, но этот эффект прекращается около 800 мбар. Поскольку разница между нашей атмосферой и вашей превышает этот предел, мы можем ожидать, что воспламеняемость будет увеличиваться в зависимости от парциального давления кислорода.

Получить точные данные о том, что будет гореть при каком давлении кислорода, довольно сложно. Связанный документ НАСА показывает, что для газообразных топливно-воздушных смесей 21% кислорода (~ 230 мбар) достаточно для воспламенения и что увеличение парциального давления кислорода почти не влияет (стр. 7).

Однако более разумным подходом к атмосфере было бы считать, что по мере увеличения концентрации кислорода окислительные реакции с различными материалами литосферы будут усиливаться. Я думаю, что они были бы более важными, чем реакции самовозгорания. Без каких-либо других доказательств я предполагаю, что логично, что существует некий «верхний предел» для парциального давления кислорода, при котором окисление атмосферного кислорода поверхностными минералами превышает способность биосферы создавать этот кислород.

Для нашей планеты этот верхний предел, вероятно, составлял около 30% или 300 мбар кислорода. Применив то же самое к вашей планете при 1900 мбар, вы получите концентрацию кислорода около 16%. Я предполагаю, что парциальное давление кислорода в 27% слишком велико для естественного развития, и что из-за химического выветривания литосферы концентрация кислорода на вашей планете не должна превышать 20% в самом высоком уровне.