Atmosphärische Verbrennung

Ich versuche, einen Planeten zu entwerfen, auf dem die Atmosphäre unter bestimmten Bedingungen nachhaltig verbrennen kann. Dieser Planet muss jedoch in der Lage sein, menschliches Leben zu ernähren, wenn die Atmosphäre keine Verbrennungsreaktion durchläuft. Eine andere Annahme ist, dass die Bewohner die technologischen Fähigkeiten oder andere Mittel haben, um auf diesem Planeten zu überleben, unabhängig davon, ob die Atmosphäre brennt oder nicht.

Aus alten Chemiekursen weiß ich, dass eine Verbrennungsreaktion die allgemeine Form hat C x H j + Ö 2 C Ö 2 + H 2 Ö . Damit dieser Planet in der Lage ist, kontinuierlich zu verbrennen und gleichzeitig die Atmosphäre aufrechtzuerhalten, muss er entweder mehr Reaktanten (Kohlenwasserstoffe) produzieren oder ihnen zugeführt werden. Hier könnte die menschliche Gesellschaft möglicherweise zu diesem Szenario beitragen, indem sie Gase wie Kohlenmonoxid produziert.

Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass ein Gas wie Kohlenmonoxid eine Selbstentzündungstemperatur von 609 Grad Celsius hat. Die einzige Idee, die ich für die vorübergehende Erhöhung der atmosphärischen Temperatur hatte, war, dass der Planet an einem bestimmten Punkt seiner Umlaufbahn sehr nahe an seiner Sonne vorbeizieht. Ich hatte gehofft, dass dies eine gültige Situation wäre, um vorübergehende Feuerstürme zu erzeugen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, was sind machbare Bedingungen, um eine atmosphärische Verbrennung zu erzeugen, und welche wissenschaftlichen Löcher können in dieser hypothetischen Situation gefunden werden?

Ein Blitz wäre heiß genug, um die Atmosphäre zu entzünden.
Aber würde der atmosphärische Inhalt tatsächlich Blitze, Wolken, Regen und dergleichen zulassen? Ich bin mir nicht sicher. Toller Punkt.
Vielleicht. Ich weiß nicht genug über Chemie / Klimatologie, um Ihre Hauptfrage zu beantworten, aber Blitze scheinen eine vernünftigere Lösung zu sein als die Sonne, die gelegentlich die Atmosphäre überhitzt. Auch Vulkanausbruch könnte funktionieren. Vulkanausbrüche können übrigens auch Blitze verursachen.
Ich mag die Vulkanidee sehr, da sie das übergreifende Thema des feurigen Unglücks für die Bewohner ergänzt.
Wenn man bedenkt, dass natürliche Methanemissionen Feuer fangen und in mindestens einem Fall (Nt. Chimera oder Yanartaş in der Türkei) seit der klassischen Zeit brennen, würde ich sagen, dass eine brennbare Atmosphäre unmöglich ist. Wenn der Blitz es nicht entzündet, was ist mit Vulkanen?

Antworten (3)

Das Hauptproblem

Lassen Sie uns zuerst ein paar Dinge klarstellen. Das erste ist, dass eine Atmosphäre , die von selbst in Flammen aufgeht (das Brenngas und der Sauerstoff sind beide in großen Mengen in der Atmosphäre selbst vorhanden), den Planeten für Menschen unwirtlich machen würde.

Wieso den? Weil die Atmosphäre eine riesige Sache ist und Sie Gase in riesigen Mengen benötigen würden, um die gesamte Atmosphäre in Brand zu setzen. Nehmen wir zum Beispiel den Fall der Methanverbrennung:

CH 4 + 2O 2 =======> CO 2 + 2 Std 2 Ö ( Δ H = −891 kJ/mol)

Ein Mol Methan sind 16 Gramm davon. Und ... wenn man Methangas in einem Haus sammeln und dann verbrennen lässt ...Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie nun Methan in ausreichend großen Mengen in der Atmosphäre hätten, um die gesamte Atmosphäre in Brand zu setzen ... Hölle ist das erste Wort, das Ihnen in den Sinn kommt. Und vergessen Sie Merkur, Venus ... dieser brennende Planet wäre ein Horror, um ihn aus der Ferne zu betrachten, ganz zu schweigen davon, unglücklich genug zu sein, dort zu sein.

Erste Wahl

Eine Möglichkeit für Ihr gewünschtes Szenario könnte sein, dass einige Teile der Atmosphäre weiter brennen, während andere unverbrannt bleiben. Theoretisch könnte man ein solches Szenario haben, aber dank der Winde ist es praktisch unmöglich. Obwohl Methan viel leichter als Luft ist (16 Gramm pro Mol gegenüber ~29,5 Gramm pro Mol), braucht es viel Zeit, um über die Atmosphäre aufzusteigen. Das heißt, wenn Sie Methangas in so großen Mengen haben, um eine Schicht in den oberen Regionen der Atmosphäre zu bilden, wird es zu einer katastrophalen Explosion kommen, bevor es dort ankommt (dank statischer Elektrizität und Blitzschlägen).

Auf einem Planeten, auf dem ein Gas auf natürliche Weise in die Atmosphäre freigesetzt wird und sich mangels Wind vorübergehend an einem Ort ansammelt, bevor es in einer riesigen Explosion verbrennt, kann es zu regionalen Verbrennungsreaktionen kommen. Wir sprechen hier von begrenzten Explosionen. Nehmen wir zum Beispiel das Szenario bei Door To Hell (Turkmenistan)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im Grunde war es ein Standort für den Erdgasabbau. Aber die Anlage stürzte in den Boden ein und die Leute zündeten den Krater an, um das Austreten von Methan in die Atmosphäre zu verhindern. Das wurde 1971 gemacht und ... die Methanversorgung hat noch immer nicht aufgehört zu lecken und der Ort brennt immer noch nach 45 Jahren.

Sie können also ein solches Szenario in Ihrer Welt haben, wo es mehrere solcher Orte gibt, an denen Erdgas (Methan) in die Umwelt austritt. Es gibt natürliche Begrenzungen, die verhindern, dass Methan ungehindert in die Atmosphäre freigesetzt wird (vielleicht Höhlennetzwerke?). Methangas sammelt sich weiterhin in diesen Höhlen (wobei eine kleine Menge davon in die Atmosphäre entweicht), wenn in einem Fall alles in eine schreckliche Explosion übergeht, die aus Dutzenden von Kilometern Entfernung hörbar ist. Statische Elektrizität gilt als Ursache dieser Explosionen. Sie können mehrere solcher Krater auf Ihrem Planeten haben. Als allgemeine Regel gilt: Je geringer das Alter des Planeten, desto größer die Chance, mehr natürliche Erdgasquellen zu haben.

Sie können auch andere brennbare Gase verwenden, wie Wasserstoff (nicht empfohlen, da es so leicht ist, dass es fast unmöglich ist, es lange genug in einem Höhlensystem zu halten, um eine massive Explosion zu ermöglichen), Ethan (C 2 H 4 ) und Schwefelwasserstoff (H 2 S).

Andere Option

Eine weitere Möglichkeit für große Verbrennungen ist die Erhöhung des Sauerstoffgehalts in der Luft. Dies würde nicht die gesamte Atmosphäre in Flammen setzen, aber die Wahrscheinlichkeit, dass Dinge in Flammen aufgehen, und das Ausmaß dieser Verbrennungen wären immens größer als das, was wir jetzt auf der Erde haben.

Nehmen wir zum Beispiel den Fall der Karbonperiode. Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre betrug damals ~35 % im Vergleich zu heute ~21 % (nach Masse). Wissenschaftler gehen davon aus, dass Waldbrände damals schrecklich und viel häufiger waren als heute. Wir wissen nicht genau, wie sie ausgesehen hätten, aber so ein Szenario kommt mir in den Sinn …Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geographie kombiniert mit schweren Gasen.

Sie machen Ihre Atmosphäre also ziemlich normal, aber Sie geben Ihrer Landschaft viele sehr, sehr tiefe, eingeschlossene Gruben, Täler und Schluchten.

Machen Sie es auch so, dass starke Winde und Stürme sehr selten sind.

Tiefe Schlucht

Sie haben eine Anlage, die als Teil ihres Lebenszyklus ein brennbares, aber extrem dichtes Gas produziert, kein Schwefelhexafluorid, sondern etwas Brennbares und ähnlich Schweres.

Schwimmboot

Also werden die schweren Gase in den Schluchten eurer Welt eingeschlossen. Jetzt wollen wir nicht, dass sie jeden Tag in langweiligen kleinen Zügen abbrennen, also lasst uns einen Weg finden, Sauerstoff auszuschließen.

Haben Sie einen zweiten Pflanzenorganismus, der in den Schluchten lebt, langsam das Gas abbaut und viel CO2 produziert, das dann eine Schicht über Ihrem brennbaren Gas bildet (um zu verhindern, dass es während normaler Zeiten brennt / mit Sauerstoff reagiert).

Diese Schluchten sind also der Tod für Menschen, aber die Oberfläche ist normal. Normal, bis ein Sturm aufkommt und die Luft aufwirbelt. Plötzlich rollen die brennbaren Gase über die Landschaft und ersticken möglicherweise Menschen, bis ein Blitz einschlägt oder die Wolke auf etwas Brennendes trifft ... jetzt haben Sie Quadratmeilen brennender Gase. Das Feuer selbst wirbelt die Luft weiter auf und saugt in einem gigantischen Feuersturm mehr Gase aus den Schluchten.

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Erhöhen Sie die Sauerstoffkonzentration nur ein wenig – es braucht nicht viel.
Ich habe irgendwo gehört, dass wir bei 24% Sauerstoff viel häufiger spontan verbrennen würden. Die zuverlässigste Quelle, die ich dazu bei einer kurzen Suche finden konnte, war diese von der britischen Regierung , die gerade eine deutliche Zunahme der Brandgefahr feststellt. (Bearbeitungen mit besseren Quellen sind sehr willkommen.)

Sauerstoff selbst brennt natürlich nicht , aber es könnte etwas Methan (z. B. austretendes Erdgas) oder andere brennbare Gase mit dieser Atmosphäre vermischt sein. Die Konzentration brennbarer Gase könnte in einem bestimmten Gebiet schnell ansteigen, ähnlich wie einige kürzlich entdeckte Krater in Norwegen entstanden sind (was als Erklärung für das Bermuda-Dreieck angeboten wird):

Die Wissenschaftler erklärten, dass Explosionen, die zum Öffnen der Krater führen, eine Gefahr für Schiffe darstellen könnten, die durch das Gebiet fahren, und erklärten das Verschwinden von Schiffen und Flugzeugen. Der russische Wissenschaftler Igor Yeltsov, der stellvertretende Leiter des Trofimuk-Instituts, erklärte: „Es gibt eine Version, dass das Bermuda-Dreieck eine Folge von Gashydratreaktionen ist. Sie beginnen sich aktiv zu zersetzen, wobei sich Methaneis in Gas verwandelt. Es passiert wie eine Lawine – wie eine Kernreaktion – und erzeugt riesige Mengen an Gas.“

...und das ist brennbares Gas.

Sie würden wahrscheinlich auch noch eine Zündquelle benötigen, wie Vulkanismus, Blitze, Meteore oder natürlich konzentrierte Solarthermie mit einigen reflektierenden Steinen. Angesichts der Ähnlichkeit dieser vorgeschlagenen Atmosphäre mit der der Erde wären Phänomene wie Blitze immer noch möglich.