Ist ein bewohnbarer Wüstenplanet mit großen fossilen Brennstoffvorkommen möglich?

Ich arbeite an einem Science-Fiction-Western-Szenario auf einem bewohnbaren Wüstenplaneten nach dem Vorbild von Tatooine aus Star Wars und Arrakis aus Dune.

Damit es bewohnbar ist, muss es natürlich Wasser unter der Oberfläche geben und es muss zumindest etwas Niederschlag fallen, um eine nachhaltige Nutzung der unterirdischen Wasserreserven zu ermöglichen. Ich kann mir vorstellen, dass die Menschen auch als Teil ihrer Nachhaltigkeitsstrategie Wasser mit atmosphärischen Wassergeneratoren gewinnen werden . Ich glaube, das hatte George Lucas im Sinn, als er Luke Skywalkers Eltern auf Tatooine zu „ Feuchtigkeitsbauern “ machte.

Nun, da meine Erzählung ein Western ist, in dem Menschen in den 1870er Jahren in Amerika verfügbare Technologien nutzen, würden Sie fossile Brennstoffe in der Nähe der Oberfläche benötigen, vor allem Kohle. Der Planet kann also nicht immer von Wüste bedeckt gewesen sein, sondern muss jetzt in dieser Form stabil sein.

Können Sie mir ein paar Ideen geben, wie ich erklären würde, dass es große Vorkommen an fossilen Brennstoffen gibt, wenn der Planet eine Wüste ist, und das schon seit langer Zeit? Ich weiß, dass eine Wüste dort sein kann, wo vor Millionen von Jahren Wälder waren, wenn ich über die Erde spreche, aber ich bin mir nicht sicher, ob es so einfach ist, wenn es um einen Wüstenplaneten geht. Dies gibt einen gewissen Einblick in das Vorhandensein von Kohle und Öl, liefert jedoch keine angemessene Antwort, wenn diese Bedingungen berücksichtigt werden. Ich bräuchte eine zumindest halbwissenschaftliche Erklärung.

In Bezug auf die Fragen, wie die Menschen dorthin kamen und warum sich ihre Technologie nicht aus dem entwickelt, was in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts in Amerika verfügbar war, siehe dies und das .

Warum sollte es nicht sein? Erklären Sie es einfach gleich: Es befinden sich keine leitfähigen Metalle an der Oberfläche, die sich mühsam herauslösen lassen. Versuchen Sie nicht, es zu erklären. Sag einfach, dass es so ist. Dieses Vorrecht haben Sie als Autor.
@MichaelK Sicher, so etwas kann man vom Autor Fiat sagen. Aber es wird wahrscheinlich auch Auswirkungen auf andere Dinge haben. Dafür sind wir hier: Menschen dabei zu helfen, ihre Welten so aufzubauen, dass sie in sich konsistent sind . Das Diskutieren, was eine bestimmte Situation verursachen könnte, kann dem Autor helfen, sicherzustellen, dass seine Welt in sich konsistent ist, selbst wenn sie nicht wirklich in der Geschichte dargestellt wird. Vergleichen Sie meine Diskussion über Tischtelefone und Orangensaft, der durch Schreibtische fällt .
Ich habe die Frage geändert, um genauer zu sein.
Auch wenn es nicht genau das ist, was Sie fragen, könnten Sie dennoch daran interessiert sein, eine realistische Weltkarte zu erstellen - Kraftstoff .
Sowohl Mars als auch Venus hatten einmal Wasser und sie verloren es. In beiden Fällen war die Transformation jedoch viel extremer als ein Wüstenklima: Einer fror, einer verbrannte.
Wie wäre es mit Pangaea.
Klassischer Fall des Star Wars-Syndroms, du erwähnst es sogar. Ein Planet ist riesig und George Lucas hat versucht, seine Kindheit mit SW nachzubilden, auch intellektuell: „one planet = one thing“. Die Antwort ist natürlich "nein". Aber man kann immer innerhalb einiger Strukturen leben. „Groß“ ist wie immer relativ. Da alle Ozeane langsamer verdunstet sein müssen als auf dem Mars, damit sich komplexes Leben entwickeln kann, ist der Planet viel älter als der Mars und etwas größer. Ein Kommentar zu Ihrer Zeitskala: Seit Tausenden von Jahren haben die Ozeane im Grunde keine Zeit zu verdunsten. Wir haben es hier mit hundert Millionen Jahren zu tun
Während Kohle nicht durch geologische Prozesse gebildet werden kann, können andere Petrochemikalien dies tun. Titan (Saturnmond) ist mit Seen und Felsen bedeckt, die auf der Erde „fossile Brennstoffe“ wären.
Es muss Wasser unter der Oberfläche sein, damit es bewohnbar ist. Ich weiß, ich verlange viel. Ich muss nur wissen, ob ein solcher Planet theoretisch möglich ist. Die Zeit, die es brauchte, um so zu werden, spielt eigentlich keine Rolle.
Woher kommt das ganze Thema „Leitmetalle“? Kann es in der Frage nicht finden ...
Sie finden es im zweiten Link am Ende. Es ist im Grunde eine Anforderung aus einer anderen Frage, die ich hier aus Angst vor Verwirrung nicht verwechseln wollte. Amadeus beantwortete dies, nachdem er die andere Frage beantwortet hatte, damit er es wusste.
@H3R3T1K Sie können mich über den von mir eingerichteten Chatroom kontaktieren; chat.stackexchange.com/rooms/65172/h3r3t1k-and-amadeus-chat . Ich werde Sie nicht per E-Mail kontaktieren; Ich benutze ein Pseudonym aus Gründen, die ich auf die harte Tour gelernt habe. Vor zehn Jahren und nichts mit Stackexchange zu tun, aber jetzt nur eine Vorsichtsmaßnahme, gegen die ich nicht verstoße.

Antworten (2)

Nun, um einen Wüstenplaneten bewohnbar zu machen, brauchen Sie Sauerstoff, es sei denn, Ihre Cowboys aus den 1870er Jahren leben in Kuppelstädten, was unpassend erscheint. Der Mensch muss Sauerstoff atmen! Sie benötigen auch Wasser (könnte unterirdisch sein) und Pflanzen: Was bedeutet, dass der Faktor, der alle Pflanzen (einschließlich der zu Kohle umgewandelten Wälder) abgetötet hat, nicht mehr existieren darf, oder Sie könnten nichts Neues anbauen.

Wenn Sie die biologische Ursache für das Vorhandensein der nichtleitenden Metalle suchen möchten, benötigen sie auch Wasser. Bakterien sind keine trockene Ansammlung von Stäbchen; sie brauchen Wasser als primäres Lösungsmittel.

Einige dieser Probleme kann ich in diesem Beitrag nicht lösen; vielleicht habe ich später noch eine idee. Das Sauerstoffproblem ist lösbar; Jedoch.

Bis vor kurzem glaubte man, Sauerstoff sei ein Lebenszeichen auf einem Exoplaneten; Siehe zum Beispiel diesen Link auf Signs of Life. Es folgt ein Auszug:

Was wäre eine echte Biosignatur? Viele Wissenschaftler glauben, dass reichlich vorhandener molekularer Sauerstoff oder sein Produkt Ozon stark ist, da molekularer Sauerstoff auf der Erde hauptsächlich durch die Photosynthese von Pflanzen produziert wird. Der gleichzeitige Nachweis von Wasser, Kohlendioxid und Sauerstoff oder Ozon wäre ein starker Indikator dafür, dass auf einem Planeten biologische Prozesse ablaufen.

Auch der Nachweis großer Mengen Sauerstoff und eines Gases wie Methan oder Lachgas wäre eine starke Signatur, da diese Gase auf der Erde fast ausschließlich durch biologische Prozesse entstehen.

Auch dieser Scientific American Link: The Origin of Oxygen in Earth's Atmosphere.

Es ist schwierig, Sauerstoffmoleküle in der Nähe zu halten, obwohl es das dritthäufigste Element im Universum ist, das im superheißen, superdichten Kern von Sternen geschmiedet wird. Das liegt daran, dass Sauerstoff reagieren will; es kann mit fast jedem anderen Element des Periodensystems Verbindungen eingehen. Wie kam es also dazu, dass die Erde zu einer Atmosphäre kam, die zu etwa 21 Prozent aus dem Material besteht?

Die Antwort sind winzige Organismen, die als Cyanobakterien oder Blaualgen bekannt sind. Diese Mikroben betreiben Photosynthese: Sie nutzen Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid, um Kohlenhydrate und, ja, Sauerstoff zu produzieren.

Das würde bedeuten, dass ein großer Prozentsatz der Oberfläche eures Planeten mit photosynthetisierenden Pflanzen (Algen, Moos, Plankton) bedeckt sein müsste; Andernfalls kollidiert der gesamte hochreaktive freie Sauerstoff in der Atmosphäre mit Dingen (einschließlich anderer atmosphärischer Gase und des Bodens) und wird daran gebunden, es wird innerhalb eines Jahrhunderts keiner mehr übrig sein (laut einer Quelle, die ich vor Jahren gelesen habe, aber nicht mehr kann finden).

Neuere Studien zeigen jedoch, dass Alternativen möglich sind:

Die neue Forschung [von Norio Norita] zeigt, dass die Wechselwirkung von Titanoxid [auch Titanoxid genannt ] mit Wasser Sauerstoff in der Atmosphäre eines Exoplaneten ohne Beteiligung lebender Organismen produzieren könnte.

Zum Glück für Sie ist Titan ein Metall mit geringer Leitfähigkeit; und der Artikel sagt weiter, dass auf einem erdähnlichen Planeten irgendwo zwischen 0,05 % und 3,0 % der Oberfläche mit dem Zeug bedeckt sein müssten, um die gleiche Menge an Sauerstoff zu produzieren, wie wir auf der Erde haben (das wären 100.000 bis zum 6.000.000-fachen der auf der Erde gefundenen Titandioxid-Oberfläche).

Titandioxid muss mit Wasser interagieren, um freien Sauerstoff zu produzieren; Ich würde empfehlen, dass sich das Wasser und das Titandioxid in tiefen Reservoirs befinden.

Die Wälder töten.

[Bearbeiten] Dies ist vorübergehend schwierig; Ich würde Orbitalmechanik vorschlagen.

Siehe diesen Artikel über die Entstehung der Sahara: Wie die Umlaufbahn der Erde die Sahara geformt hat.

Die Änderungen in der Neigung und Präzession der Erdumlaufbahn (oder der Wackelbewegung) treten aufgrund von Gravitationskräften auf, die von anderen Körpern im Sonnensystem ausgehen. Um genau zu verstehen, was passiert, stellen Sie sich einen Kreisel vor, wenn er leicht gestört wird. Wie ein Kreisel taumelt auch die Erde leicht um ihre Rotationsachse. Diese Neigung ändert sich etwa alle 41.000 Jahre zwischen etwa 22 und 25 Grad, während die Präzession in einem Zeitraum von etwa 26.000 Jahren variiert. Diese Zyklen wurden von Astronomen bestimmt und von Geologen validiert, die Ozeansedimentaufzeichnungen untersuchten.

Auf der Erde läuft also ein 41.000-Jahres-Zyklus ab. Dies verändert die Sonneneinstrahlungsverteilung der Erde (ja, das ist richtig geschrieben, es ist nicht "Isolation", sondern "Insolation", ein wissenschaftlicher Begriff, der die Menge an Sonnenstrahlung bezeichnet, die die Oberfläche eines Planeten erreicht).

Eine geringfügige Änderung (ein halbes Grad) der Orbitalneigung verwandelte ein Grasland in die Sahara-Wüste, indem die Menge an Sonnenlicht bis zu einem Punkt erhöht wurde, an dem Pflanzen einfach nicht mehr damit umgehen konnten. Anscheinend war der Wendepunkt vor etwa 6000 Jahren (der ungefähre Zeitrahmen, den Sie angefordert haben).

Ihr Planet muss natürlich nicht die Erde sein; Ihr Zyklus kann länger oder kürzer als 41.000 Jahre sein: Das ist eine Besonderheit unserer ANDEREN Planeten und ihrer Größen und Umlaufbahnen. (Sie benötigen einige andere große Planeten, um dies durchzuziehen, um die erforderlichen Gravitationseinflüsse bereitzustellen, aber sie müssen nicht bewohnbar sein, genau wie die Mitplaneten der Erde nicht bewohnbar sind. Ich würde mich nicht darum kümmern, die Mathematik zu erarbeiten entweder nur, dass sie existieren und die axiale Neigung auf einem Zyklus verursachen: das ist plausibel.)

Ein zweiter Effekt kann das Vorhandensein von Quecksilberchlorid und/oder Natriumchlorid (alias Speisesalz) in großen Teilen des Planeten sein, die beide für Pflanzen giftig genug sind, um Wüstenbildung zu verursachen.

Das Szenario ist also folgendes: Die südliche Hälfte dieses verdammten Planeten ist aufgrund von Salzen eine natürliche Wüste. Die Nordhälfte kann das Pflanzenleben unterstützen, aber aufgrund der axialen Neigung in der Umlaufbahn (aufgrund von Resonanzen, die von einigen jupitergroßen Gasriesen im System verursacht werden) ist die Nordhälfte in einem Zyklus von etwa hunderttausend Jahren extremem Sonnenlicht ausgesetzt für einen Zeitraum von etwa zehntausend Jahren. Aber dieselbe axiale Neigung verschiebt unterirdisches Wasser in Titanoxidablagerungen, die reagieren, um Sauerstoff zu produzieren; und dies sickert nach oben, um das Leben auf dem Planeten zu erhalten. Die Pflanzen haben sich über Milliarden von Jahren angepasst, um Samen zu produzieren, die die Dürre überleben können. Sie treiben erst aus, wenn die Temperatur für einige Jahre gastfreundlich ist und ihnen durch die axiale Neigung das unterirdische Wasser wieder zur Verfügung steht. Dies ist ein Zyklus, der seit Milliarden von Jahren andauert;

Du hast mich wieder in Ehrfurcht versetzt, Amadeus! Schade, dass ich Sie auf dieser Seite nicht persönlich kontaktieren kann, um Ihnen zu danken. Der Norden wäre also halbtrocken? Die Menschen könnten Samen im Norden ernten und sie im Süden anbauen, selbst wenn der Norden mit unterirdischem Wasser und Wasser aus der Luft „versengt“ wird. Von welchen Temperaturen sprechen wir im Norden während des „Sengens“? Könnten die dort lebenden Menschen in den Untergrund ziehen und überleben oder würden sie nach Süden ziehen? Es wird Spaß machen, Tierarten zu finden, um die Wüste zu bevölkern. Ich vermute, sie werden prominenten Wüstenbewohnern auf der Erde ähneln.
Dies ist eine großartige Antwort, die mir fantastische Ideen (nun, das ist umstritten, aber es sind zumindest Ideen) für mein Universum gibt.
@ H3R3T1K Nein, der Süden ist aufgrund des Salzens Wüste, dort wird nichts wachsen (es sei denn, Menschen entfernen das Salz und bauen Pflanzen in Hochbeeten an; das könnte mit einer Wasserquelle passieren). Im Norden können die Dinge 90.000 von 100.000 Jahren natürlich wachsen, aber sie haben derzeit die Hälfte eines Zeitraums von 10.000 Jahren hinter sich, in dem die Tagestemperatur 120F plus beträgt und alle Pflanzen verschwunden sind. Menschen und ihre Pflanzen müssen den Schatten suchen (ca. 100F): Höhlen, Gebäude usw. Einfache Verdunstungswasserkühlung würde immer noch funktionieren und die Temperaturen um weitere 15F senken; Dampfmaschinen können dafür die Zirkulation von Luft und Wasser bereitstellen.
@ H3R3T1K Ich würde im kühleren Süden Feldfrüchte anbauen, aber Sie können nicht nur die Samen transportieren: Sie müssen auch die ungesalzene Erde transportieren. Lesen Sie mehr über French Intensive Farming: en.wikipedia.org/wiki/French_intensive_gardening in Hochbeeten mit spezieller Erde, benötigt weniger Wasser. Es gibt einfache (nicht elektrische) Möglichkeiten, Wasser (aus Brunnen) zu destillieren, um das Salz zu entfernen; nur Dampfdestillation, die Ihre Mitarbeiter angesichts ihrer hohen Abhängigkeit von Dampfmaschinen kennen sollten. Im Gegensatz zu 1870 würden sie 100 % ihres ausgestoßenen Dampfes als sauberes destilliertes Wasser auffangen .
Aber Grundwasser wäre sowohl im Norden als auch im Süden verfügbar und zugänglich? Die Menschen könnten also in beiden Gebieten leben, wenn sie die Erde von Norden nach Süden transportieren? Wie viel kühler wäre der Süden?
@ H3R3T1K Sicher, ich denke schon. Aber wenn der Süden viel Salz hat (sogar normales Meersalz, das unser Speisesalz ist), wäre das Grundwasser dort wahrscheinlich salzig; Die unterirdischen Grundwasserleiter könnten Salzwasser sein. Aber wenn Sie Kohle (vielleicht importiert) zum Kochen und Dampfdestillieren verwenden können, ohne weiteres im Rahmen von 1870, dann haben Sie Trinkwasser; und Abwasser (Urin und andere Formen) ist gut für die Ernte. Sie würden keine großen offenen Gewässer halten wollen; Bewahren Sie es bedeckt oder in Rohren (Metall oder Keramik) auf, um Verdunstung zu vermeiden.
@ H3R3T1K Ich würde auch hinzufügen, dass Objektive bereits 1870 gut erforscht und bekannt waren; Es gibt keinen Grund, warum Sie keine Glaslinsen haben sollten. In einer Wüste bietet Ihnen dies eine alternative Energiequelle: Solarenergie. Eine große Linse (oder ein Gitter aus kleineren Linsen) kann auf einen Punkt fokussiert werden, um Wasser für die Dampfdestillation zu kochen; Mit einer betriebsbereiten Wasserversorgung können viele „Schwarzbrenner-Destillierapparate“ für eine kontinuierliche, unbeaufsichtigte Methode eingerichtet werden, um täglich Hunderte von Gallonen destilliertes Brunnenwasser zu produzieren. Dies könnte sogar eine kleine Dampfmaschine antreiben, um das Wasser aus dem Brunnen hochzupumpen. Salz muss regelmäßig entfernt werden.
Sehr interessant. Ich weiß nicht, wie eine Maschine zum Pumpen von Wasser unter Verwendung von Dampf, der mit Glaslinsen erzeugt wird, im Detail funktionieren würde, aber ich kann sicherlich erwähnen, dass Menschen es tun, was Tiefe verleiht. Danke schön!
Die Linsen konzentrieren sich auf einen Kessel, der Dampf erzeugt. Die Sonne ist die Wärmequelle. Ein ausreichend großer Bereich, der auf einen Punkt gerichtet ist, kann Eisen schmelzen; aber Sie wollen nur viel Wasser auf etwa 400F bringen, um eine Dampfmaschine zu betreiben. Das Linsenarray muss sich wie ein Uhrwerk mit der Sonne bewegen; aber Sie haben gewichtsgetriebene Uhrentechnik (Standuhren, Kuckucksuhren). Die Dampfmaschine erzeugt eine Drehbewegung, die durch eine lange Stahlstange auf eine Pumpe am Boden eines Brunnens übertragen wird, um Rotoren anzutreiben. Siehe den Link für die Funktionsweise der Pumpe; Ich würde die 4. Flügelzellenpumpe vorschlagen: 1. Patent im Jahr 1874. youtube.com/watch?v=plxFeszbQD0
PS Oder die Drehbewegung könnte durch einen Kettenantrieb übertragen werden, Sie haben diese Technologie auch (wie eine Fahrradkette auf Zahnrädern; aber schwerere Beanspruchung).
@ H3R3T1K Der Süden könnte ziemlich erträglich sein; im 90F-Bereich, denke ich. Es ist eine Wüste wegen des Salzes, nicht der Temperatur (und wir haben einige kalte Wüsten auf der Erde: swifty.com/destinations/4527/… ). Wir denken vielleicht, dass das unangenehm ist, aber es liegt unter der normalen Körpertemperatur und im Bereich des dauerhaften Überlebens. 1870 verbrachten sie sicherlich ihre Sommer als Soldaten.
Wie wäre der Tag/Nacht-Unterschied im Norden/Süden?
Muss das abkürzen, damit wir nicht zum Chatten übergehen. Betrachten Sie die axiale Neigung auf der Erde, zum Beispiel USA vs. Australien, die Tageslänge im Sommer/Winter und die Temperaturdifferenz zwischen Tag/Nacht im Sommer und Winter. Sie müssen nicht davon abweichen, wenn Ihre Geschichte es nicht erfordert. Das nächtliche Tief kann zum Beispiel 30F kühler sein als das Tageshoch. Der schräge Sonnenwinkel für den abgeschrägten Süden bedeutet, dass weniger Strahlung auf den Süden trifft, also kälter, aber immer noch Licht dort ankommt. Die Tage sind kürzer, aber nicht schrecklich kürzer, wenn man nicht zu nah an den Polen ist. Siehe timeanddate.com/calendar/june-solstice.html für ein Bild.

Wie heiß muss die Welt sein? Der Treibhauseffekt ist ein Balanceakt, wenn Sie alte Wälder hätten, die das CO2 aus der Atmosphäre entfernten und es in riesigen Kohlemengen ablagerten, dann könnten die Bäume ihr eigener schlimmster Feind sein. Wenn Sie CO2 weit genug und früh genug senken würden, könnten Sie komplexe Pflanzen auslöschen, bevor sich Gräser und Blumen jemals entwickelt haben, was riesige Kohlenstoffablagerungen und eine kalte Wüstenwelt hinterlässt, in der das meiste Wasser in den höheren Breiten gefroren ist, wie eine Eiszeit auf Steroiden. Es wird immer noch Grundwasser an vielen Stellen und einfache Pflanzen, Algen, auf/in der Nähe der Oberfläche geben, die ein wenig Sonnenlicht und den Nachttau nutzen, um die Welt kalt und trocken und mit hohem Sauerstoffgehalt zu halten. Eine solche Welt, vorausgesetzt, sie war von Anfang an erdähnlich, wird mehr Sauerstoff haben als im Karbon, aber mit einem massiv verringerten Nahrungskettenbudget. Das Pumpen von CO2 in die Atmosphäre durch das Verbrennen dieser Kohle wird geologisch gesehen sehr kurzfristig Auswirkungen haben, aber auf der menschlichen Zeitskala nicht viel bewirken.

Nun, ich möchte, dass der Ort auf eine raue Weise hübsch ist, da die meisten Wüsten für Menschen ziemlich hart sind. Tagsüber wird es Death Valley sein (ich schätze über 40 und bis zu 50 C) und nachts ziemlich kalt (minus 5 bis 10 C). Die Menschen werden sich angepasst haben und sich tagsüber nicht viel draußen bewegen und außer am frühen Morgen und am Abend drinnen bleiben. Ihre Kleidung wird dem Klima angepasst. Es wird essbare Wildtiere geben, die sich angepasst haben und teilweise für Nahrung gejagt werden.
Okay, meine Technik wird dann nicht wirklich funktionieren. Viel kältere Durchschnittstemperatur und besonders die Nacht wird sehr niedrig sein.