Frage:
Könnten die Terraforming-Techniken von Rot / Blau / Grün auf anderen Planeten in unserem Sonnensystem funktionieren?
Martha F.
2011-01-24 10:52:55 UTC
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Die Trilogie Roter Mars / Grüner Mars / Blauer Mars von Kim Stanley Robinson beschreibt den Prozess der Terraformierung des Mars, damit Menschen dort leben können . Könnten dieselben Techniken auf anderen Planeten im Sonnensystem funktionieren?

Könnten diese Techniken beispielsweise auf einem gasförmigen Planeten wie Saturn funktionieren? Oder brauchen sie festen Boden? Könnten sie auf einem Planeten mit einer dichten Atmosphäre wie der Venus arbeiten, oder ist dieser Planet dem Mars zu unähnlich, um ohne größere Veränderungen zu arbeiten?

Es gibt ein Buch (ich werde es finden), das Terraforming-Planeten, die Arbeit und die Zeitskalen beschreibt. Es ist alles riesig. Auf Aliens hatten sie einen Luftprozessor, um die Atmosphäre zu terraformieren, aber in Wirklichkeit würden sie 100.000 von ihnen brauchen, und es würde immer noch 200000 Jahre dauern. Für etwas wirklich Außerirdisches wie Venus würde es länger dauern.
@scope_creep Eigentlich habe ich Literatur gesehen, die darauf hinweist, dass Mars-Terraforming in nur 1.000 Jahren durchgeführt werden kann. Vielleicht weniger. Ich werde sehen, ob ich es ausgraben kann.
@Daniel, Es ist nicht viel Zeit, um eine Atmosphäre zu schaffen. All dieser Sauerstoff und Stickstoff muss hergestellt werden.
Pflanzen arbeiten schnell, wenn Sie genug davon haben.
@Daniel, Ich sehe ein langes und fruchtbares Gespräch. Pflanzen benötigen im Allgemeinen den Stickstoffkreislauf, bevor Pflanzen wachsen und Sauerstoff erzeugen und CO2 verarbeiten können. Wenn es sich um einen felsigen Planeten handeln würde, würde Stickstoff den Regolithen in riesigen Mengen von chemischen Verarbeitern, die den Planeten bedecken, ausbrechen, wenn er nicht vorhanden wäre. Wenn verfügbar, würde Sauerstoff aus dem Wasser geknackt, aber es würde Tausende von Jahren dauern, bis er aus dem Regolith herausgebrochen ist, da er arbeits- und energieintensiv ist. Pflanzen würden erst spät auf der Bühne Halt finden. Würden zuerst Cyanobakterien, dann normale Bakterien, die Flechten.
Wenn Sie tatsächlich Red Mars / Green Mars / Blue Mars lesen, werden Sie feststellen, dass die Terraforming anderer Planeten und Planetoiden im Sonnensystem diskutiert wird.(Außerdem: * Grün * ist das zweite und * Blau * ist das dritte Buch ... es gibt auch eine Sammlung von Kurzgeschichten mit dem Titel * Die Marsmenschen * ... Ich habe mir erlaubt, die Bestellung zu bearbeiten.)
Acht antworten:
#1
+22
Daniel Bingham
2011-01-24 12:45:08 UTC
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Dieselben Terraforming-Techniken wie in der Red / Green / Blue Mars-Serie würden bei einem Gasriesen nicht funktionieren. Aber irgendeine Form von Terraforming kann. Die Sache mit Gasriesen ist, dass ihre Atmosphären geschichtet sind und eine unterschiedliche Zusammensetzung haben. Ihre Kerne haben einen so hohen Druck, dass sie im Wesentlichen geschmolzen sind. Wir würden dort unten niemals leben können. Viele Gasriesen haben jedoch wahrscheinlich eine Schicht in ihrer Atmosphäre, die dem richtigen Druck und der richtigen Temperatur für die menschliche Besiedlung entspricht. Es hat möglicherweise nicht die richtige Atmosphärezusammensetzung.

Die meisten Gasriesen haben hauptsächlich eine Wasserstoff / Helium-Atmosphäre. Die Marsatmosphäre besteht hauptsächlich aus CO2. In der Serie Red, Green, Blue Mars bewirken sie eine außer Kontrolle geratene globale Erwärmung (Freisetzung von mehr gespeichertem CO2), die den Luftdruck und die Oberflächentemperatur erhöht. Dann pflanzen sie Pflanzen, um das CO2 in O2 umzuwandeln.

Es ist wahrscheinlich nicht möglich, ähnliche atmosphärische Modifikationstechniken zu verwenden, um die Zusammensetzung von Gasriesen anzupassen. Dies hängt stark von der Zusammensetzung der Atmosphäre bei der richtigen Temperatur- und Druckschicht ab. Es gibt Spuren von CO2 und Sauerstoff. Und da sich die Schichten schichten, ist es möglich, dass es eine Sauerstoffschicht oder eine CO2-Schicht gibt. Sie können mit dem richtigen Druck und der richtigen Temperatur ausgerichtet sein oder nicht. Wenn eine Sauerstoffschicht dies tut, sind wir in guter Verfassung - kein Terraforming erforderlich. Wenn dies nicht der Fall ist oder eine CO2-Schicht dies tut, ist es wahrscheinlich, dass sie nicht modifizierbar ist, da der erzeugte Sauerstoff auf eine andere Schicht steigen oder fallen würde. Wenn sich die Sauerstoffschicht durch einen seltsamen Zufall nur geringfügig über oder unter der CO2-Schicht befindet, ist dies der einzige Umstand, unter dem ähnliche Techniken funktionieren könnten. Wenn Sie die O2-Schicht wachsen lassen, nimmt sie (möglicherweise) den vom CO2 frei gewordenen Raum ein. Wenn andererseits die richtige Schicht Helium oder Wasserstoff ist, würden die auf dem Mars verwendeten Techniken nicht funktionieren. Zeitraum. Dies würde auch eine Technologie erfordern, die es uns ermöglicht, Plattformen oder Luftschiffe so gut wie unbegrenzt zu schweben, ohne zu viel Energie auf dem richtigen Niveau in der Atmosphäre zu verbrauchen.

Bei Venus ist das Problem umgekehrt wie auf dem Mars. Auf dem Mars verursacht das Terraforming im Grunde genommen eine außer Kontrolle geratene globale Erwärmung. Auf der Venus ist das Problem die Umkehrung. Es würde also völlig andere Techniken erfordern.

Gasriesen haben eigentlich keine Oberfläche. Sie haben Gas, dann Suppe, dann einen metallischen Wasserstoffkern.
Ja, ich denke, dass das Fazit bei Gasriesen ist, dass Sie die Masse irgendwie aus der Gleichung herausnehmen müssen, bis die Masse einem felsigen Planeten ähnlich ist. Und angesichts der relativen Homogenität der Schichten hätten Sie etwas wirklich Seltsames wie einen Planeten aus Diamant, wie in Arthur C. Clarkes 2063.
Kontrollierte Erwärmung, idealerweise nicht außer Kontrolle geraten.Sie wollen nicht, dass die Marsatmosphäre an Earthlike vorbei direkt zu Venusian weht.
#2
+11
Tony Meyer
2011-01-29 13:16:21 UTC
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Die wichtigsten Schritte, die verwendet werden, wenn ich mich richtig erinnere, sind (ausgenommen Dinge, die nur zum Überleben getan wurden):

  • Erhitzen der Atmosphäre mit Windmühlen, einem Asteroiden und Moholes (Graben) in die Erdkruste).
  • Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen (GEMs), Flechten und Algen.
  • Schmelzen des Eises in den Polarautos, wodurch Kohlenstoff erzeugt wird Dioxid und Wasser mit einem Spiegelsystem.

Die Planeten, die wir haben, sind (außer Erde und Mars):

  • Quecksilber: Viel heißer als Erde: Anstatt die Atmosphäre zu erwärmen, wie in Mars , würde die Aufgabe darin bestehen, sie zu kühlen (daher wären Windmühlen, Asteroiden und Moholes nicht nützlich). Es gibt keine Polkappen zum Schmelzen. Es gibt sehr wenig Atmosphäre, daher würde die Aufgabe, anstatt zu versuchen, sie zu ändern, darin bestehen, eine geeignete zu erstellen - die Mars -Techniken (vorausgesetzt, alle anderen Probleme sind gelöst) würden dies wahrscheinlich tun Seien Sie hier nützlich.

  • Venus: Die Atmosphäre ist viel dichter als die Erde und hat das gleiche Hitzeproblem wie Merkur. Es gibt kein Magnetfeld, das eine Erschöpfung der Atmosphäre verhindert (dh es wird ständig aufgefüllt), sodass sich alle vorgenommenen Änderungen (z. B. GEMs, Flechten, Algen) nicht aufbauen können, wie dies bei Mars der Fall war ( es sei denn, ein früherer Schritt fügte irgendwie ein Magnetfeld hinzu.

  • Jupiter: Es besteht aus Helium und Wasserstoff. Selbst wenn es irgendwie in etwas erdähnliches (aber riesiges) verwandelt werden könnte, wären die Mars -Techniken nutzlos. Es sind jedoch 63 Satelliten bekannt, und Ganymed, Callisto, Io und Europa ähneln in vielerlei Hinsicht den inneren Planeten.

  • Saturn: ähnlich wie Jupiter ( dh die Mars -Techniken nützen nichts). 62 bekannte Satelliten; Titan und Enceladus weisen Anzeichen geologischer Aktivität auf, bestehen jedoch hauptsächlich aus Eis.

  • Uranus: Ähnlich wie die anderen Gasriesen. Angesichts der Entfernung von der Sonne ist es wahrscheinlich, dass die Mars -Techniken auf dem Planeten nicht nur nicht funktionieren, sondern auch nicht ausreichen, um die Monde zu erhitzen.

  • Neptun: wie Uranus, aber kälter.

Wie @Pearsonartphoto vorschlug, sind die Satelliten (insbesondere Jupiter und Saturn) viel besser geeignete Ziele, zum Beispiel:

  • Ganymed: hat eine Magnetosphäre (der einzige Satellit im Sonnensystem, der diese hat), obwohl sie in Jupiters vergraben ist, und eine dünne Sauerstoffatmosphäre, möglicherweise einschließlich Ozon. Die Mars -Techniken zum Erhitzen der Atmosphäre würden wahrscheinlich funktionieren, obwohl noch viel mehr zu tun ist (es ist ungefähr 100 Grad kälter als der Mars an der Oberfläche). Die Verwendung von GEMs / Flechten / Algen zur Veränderung der Atmosphäre wäre wahrscheinlich geeignet. Das Schmelzen des Eises wäre ein guter Weg, um Sauerstoff zu erzeugen (theoretisch ist es im Eis gelöst) - für Wasser gibt es theoretisch einen unterirdischen Salzwasserozean, so dass dies ein wahrscheinlicheres Ziel wäre als die Polkappen ( vor allem, wenn die Expedition bereits an Moholes gearbeitet hat).

Phobos wird in Red Mars zerstört, was auch beim Terraforming hilft ( obwohl das nicht das Ziel war) durch Hinzufügen von Wärme. Dies wäre auf einem der Jupiter / Saturn-Monde nicht möglich, da es sich nicht um Monde handelt.

Inwiefern beeinflusst ein Magnetfeld die Atmosphäre eines Planeten? Durch die Ablenkung des Sonnenwinds kann die Menge an Wasserstoff und Helium in großer Höhe verringert werden. Dies ist jedoch sicherlich ein sehr geringer Effekt im Vergleich zur Schwerkraft des Planeten (Bestimmung der Fluchtgeschwindigkeit) und der atmosphärischen Temperatur (Bestimmung der Geschwindigkeit atmosphärischer Partikel).
Nachdem @JonofAllTrades die Planetenphysik studiert hat, können Sonnenwinde einen Planeten vollständig seiner Atmosphäre berauben, wobei eine Magnetosphäre den größten Teil (wenn nicht den gesamten) der Abschirmung übernimmt.
Die Venus scheint ein starkes Gegenbeispiel zu sein. Können Sie mich auf Computermodelle für Einsteiger verweisen, die den relativen Einfluss von Sonneneinstrahlung, Schwerkraft, Sonnenwind, Krustenzusammensetzung usw. berücksichtigen?
Ich verstehe den versteckten Teil nicht.Warum wäre das nicht möglich?Jupiter- und Saturnmonde haben keine eigenen Monde, aber Jupiter und Saturn haben über 60 andere Monde, mit denen sie arbeiten können.
#3
+10
Mike Scott
2011-01-24 13:46:23 UTC
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Sie konnten nicht einmal auf dem Mars arbeiten - Robinson beschleunigte die Zeitskalen für dramatische Zwecke um einige Größenordnungen.

Das ist umstritten. Die Wahrheit ist, dass wir nicht wirklich wissen, wie die Zeitskalen tatsächlich aussehen würden. Wir sind nicht einmal nah dran, diese Daten zu haben.
#4
+6
PearsonArtPhoto
2011-01-24 19:30:44 UTC
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Dieselben Techniken würden auf einem Planeten nicht funktionieren, aber sie könnten auf einem Mond des äußeren Sonnensystems funktionieren. Natürlich ist Titan bereits mit einem Treibhausgas bedeckt, das einen höheren Druck als die Erde hat, und es ist nicht besonders warm. Es könnte einigen helfen, aber es wäre wahrscheinlich nicht die Endlösung.

#5
+3
Omega Centauri
2011-01-30 08:35:43 UTC
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Gasriesen sind wirklich unmöglich, die Zusammensetzung von zu ändern. Erstens sind sie massiv: zehn- bis hundertmal so groß wie die Masse der Erde und meistens Wasserstoff. Jeder erzeugte Sauerstoff würde sich mit dem Wasserstoff (und möglicherweise anderen Elementen) verbinden und wahrscheinlich als Regen / Schnee herausfallen und in die untere Atmosphäre verloren gehen. Tatsächlich werden die Gase wahrscheinlich konvektiv gemischt, sodass Sie sich nicht nur auf eine dünne Schicht mit ungefähr der richtigen Temperatur und dem richtigen Druck und einer angemessenen Nettomasse konzentrieren können, sondern auch die Zusammensetzung des gesamten Planeten ändern müssen. Wenn Sie so viel Material zur Verfügung hätten, könnten Sie einen oder mehrere Planeten leichter selbst bauen als den Versuch, einen Gasriesen zu verändern.

Ich denke auch, dass Wasserwelten (mit tiefen Ozeanen) ein ernstes Problem sind, Nährstoffe würden sinken in die Tiefen, die in einer wahren Wasserwelt Hunderte von Kilometern betragen könnten. Wenn eine geologische Aktivität sie nicht ständig vermischt (wie es die Plattentektonik auf der Erde tut), gehen alle Verbindungen, die bevorzugt in Sedimenten abgelagert werden, schnell (auf einer geologischen Zeitskala) verloren und gehen an die potenzielle Biosphäre verloren.

#6
+2
Angus Glashier
2011-02-07 20:43:40 UTC
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Wenn Sie wirklich sehr viel Energie hätten, könnten Sie künstliche Sonnen bauen und so ziemlich jeden Felsball mit den Gasen bedecken, die notwendig sind, um das Leben zumindest für eine Weile zu erhalten. Scheint jedoch viel Ärger zu sein. Es macht keinen Sinn, einen ganzen Planeten zu terraformieren, wenn man perfekt lebenswerte Kuppeln in Stadtgröße zu weitaus geringeren Kosten herstellen kann.

Wenn wir in einer Atmosphäre leben wollten, warum sollten wir uns dann die Mühe machen, die Erde dort zu lassen? der erste Platz?

#7
+2
Robert Walker
2016-02-09 07:09:08 UTC
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Ich glaube nicht, dass sie auf dem Mars arbeiten würden. Zuerst wird die Zeitskala enorm beschleunigt. Die Mars-Gesellschaft schätzt, dass tausend Jahre vergangen sind, um einen Punkt zu erreichen, an dem die Luft dick genug ist, damit Bäume wachsen können und Menschen ohne Druckanzüge mit einem Atemgerät vom Typ aqualung mit geschlossenem System überleben können. Und es könnte Tausende oder sogar Hunderttausende von Jahren dauern, bis eine sauerstoffreiche Atmosphäre erreicht ist.

Kohlendioxid ist für Menschen mit einer Konzentration von mehr als 1% in der Atmosphäre giftig, selbst wenn viel Sauerstoff vorhanden ist. Und es kommt darauf an, dass genügend CO2 vorhanden ist, damit die Atmosphäre in einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt übergeht.

Es ist überhaupt nicht klar, ob es genug gibt. Für einen außer Kontrolle geratenen Effekt benötigen Sie 10% des atmosphärischen Drucks der Erde. Es ist genug für 2% des atmosphärischen Drucks der Erde bekannt.

Die Energiemenge, die zur Freisetzung von Trockeneis benötigt wird, ist enorm. Ungefähr eine Milliarde Megatonnen Energie, um den atmosphärischen Druck zu verdoppeln, oder ungefähr neun Milliarden, um die 10% -Konzentration zu erreichen, in der ein außer Kontrolle geratenes Gewächshaus entstehen könnte.

Wenn Sie dem Mars so viel Energie liefern, ist das eine Rate von Mehrere Megatonnen Energie, die Sie pro Sekunde benötigen, um das Trockeneis zu sublimieren - egal, ob Sie es aufwärmen, das Eis oder den Regolithen und alle Verluste im Weltraum ignorieren.

Seine Techniken würden mehrere Größenordnungen zu wenig Energie erzeugen, um viel zum Marsklima beizutragen.

Kein Wunder. Schau dir die Erde an. Milliarden von Menschen fahren jahrzehntelang Autos und verbrennen Kohle, um die Temperatur der Erde um ein Grad zu verändern. Und in der Tat ist der "einfachste" Weg, den Mars aufzuwärmen, wahrscheinlich die Erzeugung künstlicher Treibhausgase unter Verwendung von Fluoriterz. Aber das ist immer noch ein Megaprojekt. Es sind elf Kubikkilometer Fluoriterz, die Sie abbauen müssen, und es erfordert die Leistung von 200 Kernkraftwerken, die ein Jahrhundert lang betrieben werden. Nur Treibhausgase sind das einzige, was sie mit all dieser Energie tun. Und es funktioniert nur, wenn der Mars genug CO2 hat. Und auf dem Weg gibt es viel zu tun.

Die Erdatmosphäre ist für den Mars bei weitem nicht warm genug, selbst wenn Sie sie auf dem Mars magisch duplizieren könnten. Wenn es Ihnen gelingt, das gesamte CO2 zu entfernen und durch Stickstoff und Sauerstoff zu ersetzen, entfernen Sie den Kohlenstoff aus der Atmosphäre, damit er atmungsaktiv ist. Dann sind Sie bestrebt, die Treibhausgaswerte für die Zukunft zu erhöhen, um zu verhindern, dass sie CO2 werden kalt wie die Antarktis.

Informationen zum Energiebedarf finden Sie in meinem Artikel: Warum Atomwaffen den Mars nicht terraformieren können - Pack weniger Schlagkraft als eine Kometenkollision

Für andere Probleme siehe meinen Artikel: Probleme mit Terraforming Mars

Schöne, ausführliche Antwort.Es ist ein wenig unklar (insbesondere "Für einen Ausreißer brauchen Sie 2% der Erde." Von der Erde was?), Aber insgesamt nichts, was nicht in einer einfachen Bearbeitung getan werden kann.
#8
  0
Jersey
2013-07-23 02:21:58 UTC
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Ich denke, ein großes Problem ist die Verwendung von erdgetragenen Pflanzen und Organismen, um einen Planeten nach unseren Vorgaben zu terraformen. Erstens ist die Anstrengung, auch nur einen Himmelskörper zu terraformen, im Verhältnis titanisch; Wir atmen mit 21% Sauerstoff, aber wir könnten mit 15 überleben. Dann gibt es den Faktor Luftdruck (14,7 psi) und Temperatur. Eine Erhöhung des Luftdrucks ist möglicherweise nicht möglich, da die Schwerkraft für einen Anstieg des Luftdrucks möglicherweise zu niedrig ist. In Bezug auf die Atmosphäre wäre die Menge an Sauerstoff, die benötigt wird, um den Prozentsatz zu verschieben, astronomisch. Ich nehme an, man könnte mit Flechten und Bakterien beginnen, etwas mit sehr geringem Wasserbedarf, und vielleicht mit einem kleinen Meteor, der eine der polaren Eiskappen des Mars trifft, um eine globale Erwärmung / nukleare Winterkatastrophe auszulösen. Es würde die Temperatur erhöhen, das Wasser schmelzen und Regenwolken einführen. Das könnte den Luftdruck erhöhen (wenn auch mit einem geringen Prozentsatz) und dann Erdbakterien und Flechten einbringen, um die Sauerstoffproduktion zu unterstützen, wobei die Mischung aus Sauerstoffausatmung und Feuchtigkeit den Prozentsatz erhöhen würde. Aber du redest eine riesige Menge. Ich konnte nicht einmal erraten, über wie viele Milliarden Tonnen oder Partikel pro Quadratzoll wir sprechen würden. Ein solches Unterfangen würde wahrscheinlich jede Regierung auf dem Planeten bankrott machen.

Jetzt könnte es einfacher, billiger und möglicherweise lebensfähiger sein, eine einheimische Lebensform über Genetik zu „kultivieren“. Es gibt Bakterien auf dem Mars. Ein wenig testen, etwas erdgebundene DNA injizieren, und wir könnten möglicherweise einen Hybrid- / Mutantenstamm herstellen, der den ersten Schritt des Lebens beginnt. Es würde noch ein paar Epochen dauern, bis die Lebensfähigkeit erreicht ist, aber es ist ein Gedanke.



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