Angemessene Atmosphäre für einen erdähnlichen Planeten, der einen K-Zwergstern umkreist (einschließlich abiotischen Sauerstoffs)

Ich möchte, dass mein Planet annähernd die Größe der Erde hat (so ähnliche Schwerkraft), dass ein Großteil der Oberfläche von Wasser bedeckt ist und atmosphärischen Sauerstoff aus abiotischen Prozessen enthält (vielleicht die photokatalytische Reaktion von Titanoxid auf der Oberfläche des Planeten?), ein Komfort Temperatur (also ist höchstwahrscheinlich CO2 in der Atmosphäre), vielleicht etwa 0,5 AE vom Stern entfernt, aber ich bin offen für alles, was realistisch ist. Die ideale Atmosphäre wäre „fast“ atembar, einige giftige Spurengase sind in Ordnung, zu wenig Sauerstoff ist auch in Ordnung (meine Charaktere haben Ventilatoren und möglicherweise eine Technologie, die Sauerstoffgas aus der Luft extrahieren und konzentrieren kann). Ich bin gerne bereit, alle erforderlichen Parameter zu optimieren. Vielen Dank!

Hallo Susanne. Willkommen bei WSE! Ich habe Ihre Frage überprüft und sie scheint wirklich interessant zu sein. Ich hoffe du bekommst bald eine gute Antwort :)
Hallo Johnny! Vielen Dank. Du bist so süß. :)
Danke schön! Es ist nett von Ihnen, das zu sagen. Ich glaube nicht, dass ich Ihre Frage nach der Entwicklung des Planeten und seiner genauen Atmosphäre richtig beantworten kann, aber ich habe einige nützliche Daten zum Sauerstoffgehalt gefunden. Ich hoffe, meine Teilantwort ist akzeptabel und nützlich für Sie.
Gute Frage, ich dachte immer, Sauerstoff sei ein Nebenprodukt der Biologie, aber ich bin mir nicht sicher.

Antworten (2)

Trotz der Fähigkeit von Titandioxid, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen, bezweifle ich sehr, dass diese Reaktion ausreichen würde, um mehr als eine Spur Sauerstoff bereitzustellen.

Die Probleme sind vielfältig, die Reaktivität von Sauerstoff, die Sperrwirkung der Atmosphäre, die Bildung von Ozon und die Verwitterung oder Bedeckung von freiliegendem TiO2 durch andere Gesteine ​​oder tiefes Wasser.

Die beste Option könnte also sein, eine Art Konzentrator zu haben, um geringe Mengen an Sauerstoff aus der Atmosphäre zu extrahieren.

Beachten Sie, dass, wenn die von Ihnen beschriebene Umgebung auf irgendeine Weise abiotisch existierte, sie nach der Ankunft der Menschen nicht lange abiotisch bleiben würde. Selbst bei Verwendung von vollständig unter Druck stehenden Anzügen (wahrscheinlich nicht erforderlich) würden einige Bakterien und andere Lebensformen entkommen und sich schnell vermehren.

Vielen Dank, Slarty, für deine Antwort! Ich habe im Internet nach anderen Optionen für Sauerstoff ohne Leben gesucht und komme zu kurz! Aber ich hätte gerne eine wissenschaftliche Erklärung für Sauerstoff in der Atmosphäre. Wie faszinierend das mit den Bakterien ist – darüber habe ich nie nachgedacht. Macht perfekt Sinn. Das Leben ist ziemlich erstaunlich, oder?

Da Sie erwähnt haben, dass Sauerstoffmangel etwas sein könnte, das Sie für diesen Planeten erforschen möchten, habe ich es geschafft, einen Artikel mit detaillierten Informationen darüber von OHSHA zu finden.

Ich kann Ihnen vom Tauchen in großer Höhe sagen, dass Sauerstoffmangel ein ernstes Problem ist. Es kann eine Crew so sinnlos machen, dass sie anfangen, sich gegenseitig aus dem Flugzeug zu stoßen, um die Kontrolle zu ringen, und alle möglichen Idiotie, dass es ein Wunder ist, dass jemand überlebt hat. Und dann erinnern sie sich im Nachhinein an nichts.

Anregung

Für Ihren Planeten könnten Sie es so machen, dass Sie gerade genug Sauerstoff haben, wenn Sie sitzen und sich ausruhen ... aber jede Anstrengung, die die Hauptfiguren ausführen, bringt sie in eine Hypoxiegefahr, in einer Umgebung, in der Sie Ihren Verstand behalten müssen Sie (besonders wenn es Raubtiere gibt).

Das könnte für eine Geschichte ziemlich aufregend sein, die Spannung, in Gefahr zu sein, selbst wenn man in Sicherheit ist, und das auf so hinterhältige Weise. Wenn Sie ein tragisches Element wünschen, können Sie erwähnen, dass Hintergrundfiguren den niedrigen Sauerstoffgehalt immer wieder unterschätzen und Unfälle haben, um das heimtückische Gift zu verstärken ... das überhaupt kein Gift ist.

Um diesen Effekt für die frühen Stadien des Besuchs zu erzielen, sind, wenn Sie möchten, wahrscheinlich etwa 16% bis 17% Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden. Vielleicht möchten Sie sogar 14 %, wenn Sie davon ausgehen, dass sich die Menschen an die Umwelt anpassen; aber es könnte es weniger heimtückisch machen, da sie schnell lernen könnten, dass es einfach nicht genug Sauerstoff gibt.

Anpassung

Beachten Sie, dass es einige Bergsteiger gibt, die am Everest keinen Sauerstoff verwenden würden ... sie sind nicht üblich, und sie sind für sich genommen unglaublich (nicht sicher, wie viele heute noch leben). Everest hat etwa 6 % Sauerstoff in der Nähe der Spitze und etwa 10 % im Basislager. Natürlich lebst du dort oben nicht nur so, wie es deine Weltraumforscher tun werden, und andere Kletterer hielten es für verrückt.

Wenn Sie wollten, dass sich Ihre Leute irgendwann anpassen, vielleicht so etwas wie 15% Sauerstoff oder etwas mehr. Die Technologie könnte dies erheblich ändern.

Quelle und Zitate zu Sauerstoff

https://www.osha.gov/laws-regs/standardinterpretations/2007-04-02-0#:~:text=Menschliche%20Wesen%20muss%20%20Sauerstoff atmen,%20Luft %20wirdals%20Sauerstoffmangel %20betrachtet.

wenn der Sauerstoffgehalt ihrer Atemluft unter [19,5 Prozent Sauerstoff] fällt. Unter 19,5 Prozent Sauerstoff. . . , Luft gilt als sauerstoffarm. Bei Konzentrationen von 16 bis 19,5 Prozent können Arbeiter, die sich körperlich anstrengen, schnell symptomatisch werden, da ihr Gewebe nicht den Sauerstoff erhält, der für eine ordnungsgemäße Funktion erforderlich ist. Erhöhte Atemfrequenzen, beschleunigter Herzschlag und beeinträchtigtes Denken oder Koordination treten in einer sauerstoffarmen Umgebung schneller auf. Selbst ein vorübergehender Koordinationsverlust kann für einen Arbeiter verheerend sein, wenn er auftritt, während der Arbeiter eine potenziell gefährliche Tätigkeit ausführt, wie z. B. das Erklimmen einer Leiter.

Konzentrationen von 12 bis 16 Prozent Sauerstoff verursachen Tachypnoe (erhöhte Atemfrequenz), Tachykardie (beschleunigter Herzschlag) und Beeinträchtigungen der Aufmerksamkeit, des Denkens und der Koordination (z. B. Bsp. 25-4), sogar bei Menschen, die sich ausruhen.

Bei Sauerstoffwerten von 10 bis 14 Prozent ist bereits bei minimaler Anstrengung mit Fehleinschätzung, intermittierender Atmung und Erschöpfung zu rechnen (Bsp. 25-4 und 150). Das Einatmen von Luft mit 6 bis 10 Prozent Sauerstoff führt zu Übelkeit, Erbrechen, lethargischen Bewegungen und möglicherweise Bewusstlosigkeit. Atemluft mit weniger als 6 Prozent Sauerstoff führt zu Krämpfen, dann Apnoe (Atemstillstand), gefolgt von Herzstillstand. Diese Symptome treten sofort auf. Selbst wenn ein Arbeiter den hypoxischen Insult überlebt, können Organe Hinweise auf einen hypoxischen Schaden aufweisen, der irreversibel sein kann

Ich hoffe, das war hilfreich. Viel Glück mit der Geschichte!

Vielen Dank für Ihre nachdenkliche Antwort! Die Chancen stehen gut, dass es auf dem Planeten nicht genügend Sauerstoff zum tatsächlichen Überleben des Menschen geben wird, aber ich würde gerne herausfinden, wie man abiotisch mehr als nur Spuren in die Atmosphäre bringen kann. Mein Ziel ist ein unbewohnter Planet mit dem letztendlichen Ziel des Terraforming. Ich weiß einfach nicht, wie 10 % oder mehr der Atmosphäre ohne Leben aus Sauerstoff bestehen können … was großartig wäre, es wissenschaftlich zu erklären! Übrigens, was für tolle Ideen für die niedrige, ständige Anspannung, immer in Gefahr zu sein! Keine Notwendigkeit für giftige Gase! Obwohl ich die auch akzeptieren würde, haha!