Kann es einer erdähnlichen Welt an abbaubarem Eisen fehlen?

Sie können immer noch einen ähnlichen Eisengehalt wie die Erde haben, ohne nützliche Ablagerungen zu bilden. Wir glauben, dass die meisten Eisenvorkommen, die wir heute abbauen, aus einer Zeit mit relativ geringem Sauerstoffgehalt stammen, gefolgt von einer großen Freisetzung von freiem Sauerstoff. Die beiden Hauptereignisse auf der Erde entsprechen der Sauerstoffkatastrophe (als photosynthetisierende Organismen zum ersten Mal in großem Umfang auftauchten) und dem Schneeball (als fast die gesamte Photosynthese für eine Weile stoppte und die Ozeane zunehmend sauerstoffarm wurden).

Je kürzer die sauerstoffarme Periode ist, desto weniger große Eisenablagerungen haben Sie. Wenn sich also die Photosynthese früher entwickelt hätte (plausibel) und es keinen Schneeball gäbe (plausibel), würden Sie die massiven gebänderten Eisenformationen nicht bekommen, aber es wäre immer noch ungefähr die gleiche Menge Eisen in der Kruste verteilt. Dies würde es für den Bergbau sehr unpraktisch machen, bis Sie große Erdmengen effizient verarbeiten können. (Alternativ könnten Sie Perioden mit sehr großer Verwitterungsaktivität haben, die die bereits gebildeten Ablagerungen zerstreuen würden. Dies könnte interessant sein, wenn Sie die Welt mit späterer Technologie erkunden möchten - es gäbe immer noch große Eisenvorkommen, aber die einzigen, die überleben würden sehr schwer zu erreichen sein; unter Wasser, tief in Bergen usw.)

Es würde nicht die Bildung aller Arten von Ablagerungen verhindern – nur die gigantischen gebänderten Eisenformationen, auf die wir uns heute stark verlassen. Aber in früheren Zeiten haben Menschen Eisen von allen möglichen Orten verwendet - Vulkane, bakterielle "Klumpen" usw. Diese sind jedoch viel schwieriger zu handhaben (Vulkane produzieren normalerweise viel Magnetit, das viel schwieriger zu veredeln ist, das Bakterienmaterial ist extrem niedriger Ertrag), was gerade ausreichen könnte, um die Menschen davon abzuhalten, mit Eisen zu arbeiten - es ist schwer genug mit guten Erzen. Ablagerungen mit vielen Verunreinigungen wie Schwefel (einschließlich Pyrit) sind ebenfalls sehr schwer zu verarbeiten, da die frühe menschliche Technologie keine gute Möglichkeit hatte, den zusätzlichen Schwefel (der Eisen spröde und fast nutzlos macht) loszuwerden.

Ein anderer Ansatz könnte darin bestehen, „Bronzevorkommen“ reichlicher zu machen. Das Problem mit Bronze war nicht, dass es im Vergleich zu frühem Eisen/Stahl ein schlechteres Material war – es war in vielerlei Hinsicht um einiges besser. Das Problem war, dass man Kupfer aus einer Region und Zinn aus einer anderen gewinnen musste – ihre geologische Formation hält die Lagerstätten tendenziell weit auseinander. Bronze wurde also mit Fernhandel in Verbindung gebracht, und als die Handelsnetzwerke versagten, erlosch auch die Bronzeproduktion – und die Menschen waren gezwungen, sich auf Eisen zu verlassen, das so ziemlich überall reichlich vorhanden war. Aber auch auf der Erde gibt es (früher mehr) Vorkommenim Grunde "Bronzeerz" (es könnte sein, wie Menschen zuerst Bronze entwickelten) - eine Mischung aus Kupfererz und Arsen im richtigen Verhältnis, die Ihnen ziemlich zufällig Bronze gibt. Machen Sie diese reichlich auf Ihrer Welt, und die Menschen werden sich vielleicht nie in großem Umfang für Eisen entscheiden. Meteoritisches Eisen wäre immer noch nützlich (es ergibt großartigen Stahl), würde die Menschen aber nicht mehr zur allgemeinen Eisenverarbeitung führen.

Der knifflige Teil könnte jedoch darin bestehen, aus dieser "Stasis" herauszukommen. Eines der vielen Dinge, die die industrielle Revolution in Gang gesetzt haben, waren billiges Eisen und billiger Stahl. Wenn Ihre Zivilisationen die frühe Eisenzeit nie überstanden haben, kommen sie möglicherweise nicht zu der Technologie, die für den groß angelegten Eisenabbau und die Eisenverarbeitung erforderlich ist. Dies gilt insbesondere, wenn Sie den Weg „gute Eisenvorkommen sind knapp und schwer zugänglich“ einschlagen. Aber wenn Sie Ihre Geschichte innerhalb der "Stasis" halten wollen, können Sie das ignorieren.

Ein seitlicher Ansatz könnte Holz knapp machen. Bevor Sie wissen, wie man Koks herstellt (eine Technologie des Industriezeitalters auf der Erde), ist Kohle für die Eisenproduktion wertlos - siehe "Schwefel + Eisen = oops" oben. Als zusätzlichen Bonus ist es schwierig, große Mengen Kohle abzubauen, da Sie tiefe Minen benötigen, die leicht geflutet werden können. Wenn es also nur sehr wenig Holz für die Holzkohleproduktion gibt, würde Eisen noch teurer werden als auf der Erde. Dies könnte die perfekte Lösung für Sie sein - es hält Eisenerze im Grunde genauso wie auf der Erde, ohne sie vernünftig nutzbar zu machen. Es macht meteorisches Eisen ziemlich großartig, ohne dass es zu einer groß angelegten Eisenverarbeitung führt. Es hält alle Ressourcen dort bereit, um von einer fortgeschritteneren Zivilisation verwendet zu werden, ohne sie für die "Low-Tech" nützlich zu machen (genauso wie Aluminium in der Kruste extrem reichlich vorhanden ist, aber schmerzhaft zu verfeinern). Ein weiterer Bonus ist, dass dieser Holzmangel im geologischen Maßstab nur eine winzige Zeitspanne sein kann (also keine großen Auswirkungen auf das Leben und die Geologie außerhalb der Wälder), aber die gesamte Existenz Ihrer Gesellschaft abdecken kann. Es könnte das Ergebnis eines Klimawandels sein oder eines großen Parasiten, an den sich die Wälder noch nicht angepasst haben, oder sogar einer älteren Zivilisation, die die Ressourcen und sich selbst zerstört hat: P

Mein Problem ist, dass ich keine andere Möglichkeit kenne, Menschen daran zu hindern, Eisen abzubauen, als es außerordentlich knapp zu machen, und ich weiß nicht, ob dies spiralförmige natürliche Folgen haben wird.

Menschen brauchen Eisen in ihrem Körper – denken Sie an Blut. Wir funktionieren nicht ohne sie und eine unzureichende Versorgung ist medizinisch gefährlich , also könnten Menschen praktisch nicht auf einer solchen Welt leben. Eine Art mit einer anderen Biochemie könnte.

Ohne Eisen, das in Oberflächenschichten relativ häufig vorkommt, können Menschen hier nicht funktionieren, und um es im Boden einigermaßen häufig zu haben, muss es irgendwann in großen Lagerstätten auftauchen, die zumindest abbaubar sind.

Also auf Anhieb kein Eisen oder außergewöhnlich seltenes Eisen und der Mensch ist ein Nichtstarter.

Sie müssen zu Humanoiden mit einer anderen Biochemie wechseln.

Erstens, würde sich ein Planet mit so wenig Eisen, dass er nicht abgebaut werden könnte, geologisch anders entwickeln? (Keine Nickel natürlich, für den Anfang. Aber ich bin damit einverstanden.)

Kurze Antwort ja, lange Antwort wahrscheinlich unwahrscheinlich.

Ja, das meiste ist möglich, wenn es sich um Ausnahmefälle am Rande der Glockenkurve handelt.

Unwahrscheinlich, weil Planeten wie die Erde (glauben wir) aus Material von Nebelwolken bestehen, die es nicht vermeiden können, reich an Eisen zu sein (oder genauer gesagt, nicht vermeiden können, aufgrund der Art und Weise, wie sie entstehen würden, eine relative Häufigkeit von Elementen zu erwarten ). Sobald Eisen darin ist (und Nickel wird es auch sein), werden Sie Planeten mit Eisen bekommen und es wird sich wahrscheinlich als Ergebnis geologischer Aktivität an der Oberfläche bilden.

Zweitens, könnte ich Eisen so knapp machen, ohne die terrestrische Biologie radikal zu verändern und meine Kreaturen zu zwingen, ein anderes, weniger effizientes Mineral als Oxygenator zu verwenden?

Aus meiner Sicht nicht.

Aber da ich auch vorschlage, dass Sie Eisen sowieso nicht vermeiden können, besteht wirklich keine Notwendigkeit.

Ich möchte eine erdähnliche Welt bauen, in der Menschen keinen Zugang zu Eisen haben, außer dem, was durch Meteoriteneinschläge abgefangen werden kann, oder zumindest nicht vor der Industrialisierung. Dies würde Stahl zu einem heiligen, "magischen" Metall machen, das vom Himmel genommen wurde, und sie dazu zwingen, sich für den täglichen Gebrauch auf Bronze zu verlassen.

Obwohl Eisen, Kupfer und Stahl seit Tausenden von Jahren bekannt sind, waren Kupfer und Eisenlegierungen die meiste Zeit die Hauptmetalle im normalen Gebrauch.

Stahl, obwohl bekannt, war so etwas wie ein seltenes und sehr teures Metall, das nur für die wichtigsten Dinge reserviert war: militärische Waffen, lebenswichtige Werkzeuge. Es wäre so, als ob Titan vielleicht heute ist.

Das Problem, das Sie haben, ist, dass Menschen neugierig sind. Wenn sie irgendeine Substanz finden, werden sie sofort versuchen, sie auseinander zu brechen, sie mit anderem Zeug zu mischen und wer weiß was. Sie werden Stahl zufällig oder absichtlich finden, und danach wird sich das verbreiten, weil sie nicht gut darin sind, Geheimnisse zu bewahren. Stahl wird erscheinen.

In vorindustriellen Zeiten, um Stahl (speziell) so etwas Besonderes für die Menschen zu machen, muss man es einfach schwer machen, leicht an gutes Eisen zu kommen. Das könnte leicht bedeuten, dass die einfachsten Vorkommen an Qualitätseisen zB von einem Meteor stammen und einfach nicht leicht abgebaut werden können.

Oder Sie könnten die Eingeborenen einfach dazu bringen, das Eisenvorkommen, das sie bearbeiten, fälschlicherweise mit einem zufälligen Meteor oder Kometen in Verbindung zu bringen, der sie "zu ihm geführt" hat. Nichts geht über ein gutes zufälliges astronomisches Ereignis, um mit der Tendenz des menschlichen Geistes zu spielen, Verbindungen zu finden, wenn es wirklich keine gibt.

Sie könnten die Entdeckung des Prozesses der Stahlherstellung zu einer Inspiration der Götter machen . Vielleicht wurde der Prozess selbst von einer mächtigen religiösen Organisation entdeckt oder kontrolliert – das würde es ihnen ermöglichen, ihn zu kontrollieren, einzuschränken und natürlich als „heilig“ zu bezeichnen. Vielleicht verbietet es die vorherrschende Religion und es wird zum Kultgeheimnis. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu bearbeiten.

Sogar Gier: Ich entdecke, wie man Stahl macht. Soll ich (a) losrennen und es allen erzählen oder (b) es als Familien-/Clan-/Religionsgeheimnis behalten und versuchen, viel Geld und Macht aus diesem Wissen zu machen? Und wenn uns die Geschichte etwas sagt, dann dass (b) die gewählte Option für Menschen ist, die mit diesem "Dilemma" konfrontiert sind.

Ich würde also vorschlagen, sich mit Social Engineering und Psychologie zu befassen, um Stahl zu dieser großen Sache in Ihrer Welt zu machen, anstatt viele unplausible Änderungen vorzunehmen, um Eisen zu zwingen, so selten zu sein. Politik, Religion, Gier – das sind viel mächtigere Wege, die Welt zu verändern, als zu versuchen, Physik und Biologie neu zu schreiben.

Sie könnten es schwierig machen, Eisen abzubauen, wenn Menschen nicht das erste intelligente Leben auf dem Planeten wären, wenn der größte Teil des leicht zugänglichen Erzes abgebaut (und vielleicht in den Weltraum transportiert) würde. Großes oder leicht abzubauendes Eisen wird es nicht geben, dies erfordert eine sehr fortgeschrittene Vorläuferrasse. Allerdings werden dadurch auch andere Materialien knapp. Sie werden auf einem solchen Planeten auch nicht viele fossile Brennstoffe oder andere Metalle finden, daher wird dies wahrscheinlich nicht funktionieren. Jedoch...

Es gab eine Zeit in der Geschichte, in der Stahl-/Eisenwerkzeuge hauptsächlich von Meteoriten stammten . Die Herstellung von Stahl ist schwierig, insbesondere der erste Schritt, das Schmelzen, aber viele Eisenmeteorite müssen nicht geschmolzen werden, da sie bereits wenig Verunreinigungen enthalten. Sie müssen nicht zuerst geschmolzen werden und das Schmelzen ist der schwierige Teil, der Rest der Herstellung von Eisenwerkzeugen ist größtenteils ziemlich einfach und bereits verstanden. Natürlich ist dies nur ein vorübergehender Zustand und wird nicht lange anhalten, die Technologie passt voraus und die Leute werden es weiter versuchen, sobald sie wissen, wie nützlich es ist.

oder zumindest keine vor der vollständigen Industrialisierung abbauen können. Sie können sehr kleine Mengen von Meteoriteneinschlägen plündern, um "magische" Stahlwaffen herzustellen

Sicher. Das leicht abbaubare Erz muss nur:

1. zu tief unter der Erde, um mit der aktuellen Bergbautechnologie erreicht zu werden, oder
2. gebunden in Mineralien mit hohen „thermodynamischen Barrieren“, bzw
3. in hochwertigen Erzen, die an Orten liegen, an denen keine Menschen leben.

Sicher, Tiere brauchen Eisen für Hämoglobin, aber nicht so viel . Es kann in Böden vorkommen, aber nicht in abbaubaren Mengen.

Ich kenne keinen anderen Weg, Menschen daran zu hindern, Eisen abzubauen, als es außerordentlich knapp zu machen

Das ist vollkommen vernünftig. Anscheinend haben Sie Ihr Q bearbeitet, da "kein Eisen" nicht machbar ist ... "in brauchbaren Mengen schwer zu erreichen" vollkommen vernünftig ist.

Wieder einmal rettet die Wirtschaft den Tag.

Sie können einen Planeten mit viel Eisen haben, aber das Eisen ist in Erde statt in Erz. Was ist der Unterschied zwischen Erde und Erz? Erz enthält genug Eisen und ist zugänglich genug, dass Sie es mit Gewinn abbauen können. Schmutz nicht.

(Dies hat die amüsante Konsequenz, dass Erz zu Schmutz werden kann und Schmutz zu Erz, nur weil sich der Wert der Ware oder der Technologie, mit der sie gewonnen wird, verändert oder verbessert.)

Kurz gesagt: Minerale werden nur dann abgebaut, wenn es sich lohnt. Wenn Ihr Eisen also gleichmäßig über das Grundgestein verteilt wäre, müssten wahnsinnig teure Anstrengungen unternommen werden, um genug Gestein zu verarbeiten, um Eisen zu erhalten - dh: Sie haben Erde, kein Erz.

Ihr Eisen kann in hohen Konzentrationen gefunden werden, aber nur in unglaublich unwirtlichen Umgebungen.

Alles, was Sie tun müssen, ist, einen Weg zu finden, die Kosten für die Gewinnung höher zu machen als den Wert, den Sie haben.

Sie könnten argumentieren, dass Ihre Leute kein Geld verwenden, keine Wirtschaft haben – das spielt überhaupt keine Rolle. Die Zeit (und die Ressourcen und das Risiko), die jemand damit verbringt, Schmutz zu verarbeiten, als wäre es Erz, könnte für etwas anderes aufgewendet werden. Wenn es für den Einzelnen (oder den Stamm) mehr Wert ist, diese Zeit mit etwas anderem zu verbringen, als Zeit damit zu verbringen, Eisen aus dem Mutterboden zu extrahieren, werden sie aufhören, sich die Mühe zu machen, Eisen aus dem Mutterboden zu extrahieren.

Du hast ein Eisenschwert doppelt so gut gemacht wie ein Bronzeschwert? Und es hat fünfzig Mal so lange gedauert und 5 Leute sind gestorben, um es zu erreichen? Wir bleiben bei Bronze! (Und du bist gefeuert.)

Ich glaube nicht, dass man ein erdähnlicher Planet werden kann, ohne abbaubare Eisenerzvorkommen zu produzieren. Das meiste Eisenerz, das wir abbauen, stammt aus gebänderten Eisenformationen https://en.wikipedia.org/wiki/Banded_iron_formation , die größtenteils im Rahmen des Great Oxygenation Event entstanden sind. Ohne GOE gibt es keinen Sauerstoff in der Atmosphäre und daher ist der Planet nicht erdähnlich.

Betrachten Sie die Planetenbildung. Unzählige Asteroiden prallen aufeinander und bilden einen großen, überhitzten, geschmolzenen Felsen. Natürlich sinken die schwereren Elemente (Metalle) mit der Zeit in Richtung Kern, weshalb die Erde einen (meistens) Eisenkern hat. Wenn sich die Einschlagshäufigkeit verlangsamt und der Planet schließlich abkühlt und sich zu verfestigen beginnt, werden spätere Einschläge dazu neigen, ihre Mineralien nahe der Oberfläche abzulagern, was zu einer ziemlich reichlichen Versorgung mit Mineralien in den oberen Planetenschichten führt.

Wenn Sie weniger Oberflächenmetalle wollen, machen Sie es so, dass es auf diesem Planeten weniger Asteroidenkollisionen gab, nachdem er abgekühlt war. Vielleicht entstand er erst relativ spät, als zwei oder mehr große Planetoiden zu einer überhitzten Masse kollidierten, so dass zum Zeitpunkt der Abkühlung der Oberfläche relativ wenige Asteroiden übrig blieben. Ich kann mir vorstellen, dass dies auch die Häufigkeit anderer Metalle verringern würde, aber das könnte etwas sein, mit dem Sie arbeiten können.

Eine Kombination aus schlechten Erzen wie Takonit und einem Mangel an Brennstoff für die Verarbeitung reicht aus. Es könnte sein, dass die meisten gebänderten Eisenformationen in eurer Welt aufgrund des vor langer Zeit schmelzenden Gletschers von sehr seichten Meeren überflutet werden. Eine fortgeschrittene Gesellschaft könnte die Tunnel an der Küste graben, um das Eisen abzubauen, aber sie würde Eisen brauchen, um die Werkzeuge zu bauen, um mehr Eisen abzubauen.

Vergessen Sie auch nicht, dass es ohne Eisen schwieriger sein wird, Schiffe wie Galeonen zu bauen, da die Holzbearbeitung schwierig ist und viele Teile des Schiffes aus Eisen bestehen, und dass Ihre Landwirtschaft ohne Eisenwerkzeuge wie Pflugscharen mit Eisen kritisch leiden wird Teile.

Eine kürzlich terraformte generische Welt ohne die Eisenbakterien.

Die modernen konzentrierten Formen von Eisen stammen aus biologischen Aktivitäten: Gebänderte Eisenformationen stammen aus dem großen Sauerstoffanreicherungsereignis aus einem sauren Ausgangsozean-PH, sodass Eisen in gebänderten Eisenformationen ausfallen könnte; Mooreisen stammt von autotrophen Eisenbakterien, die Eisenionen im Moorwasser oxidieren.

Wenn die Pflanzen stark genug wären, Eisen einzufangen/zu halten, oder wenn die Bakterien keine Matallorespiration (der Prozess, der Eisen(III)-Ionen zu Eisen(II)-Ionen reduziert) entwickeln würden (die Pflanzen würden Eisen mit einer Säure aus Steinen aufnehmen), dann würde es passieren Sei es ein Mangel an löslichem Eisen im Wasser oder die mangelnde Fähigkeit, das gelöste Eisen im Süßwasser hoch zu konzentrieren, wodurch es in die Meere gelangt. Wenn die Sandkörner zu fein sind/überschüssiges Chrom/Titan/Aluminium enthalten, ist jedes Mooreisen für Bloomeries unbrauchbar (weil es nicht schmilzt).

Für jeden Planeten, der leblos/wasserlos war und erst kürzlich terraformiert wurde, entweder durch Kometenwasser (das aufgrund von UV-Strahlung und kosmischer Strahlung ungewöhnlich oxidativ ist und daher kein lösliches Eisen enthält) oder durch Aussaat mit Leben, wäre kein großes Sauerstoffereignis gekoppelt mit gelöstem Eisen zu wenig Zeit um eine Ablagerung zu bilden/der Terraformer hat vergessen Eisenbakterien einzubringen/Pflanzen einzuführen die Eisen aus den Sümpfen einschließen/es könnten sich überhaupt keine Sümpfe aus dem planetarischen Terrain bilden, es wird keine konzentrierten Eisenerze über 3 %, wäre aber kein Mangel an Eisen oder anderen Metallen.

Was die Kultur betrifft, so kann sie von einer gescheiterten Kolonialisierungsbemühung stammen, oder die Welt könnte von einigen anderen Zivilisationen verlassen werden, oder die Welt wird durch irgendeine Art von interplanetarer Panspermie bevölkert; während ein evolutionärer Zufall die Entwicklung der Metallrespiration in Bakterien verhinderte. Oder die Kolonisten wurden nicht freiwillig gemeldet, und die Welt ist als (später verlassene) Agrarwelt zu bezeichnen; daher der absichtliche Entzug aller brauchbaren Eisen-/Metallvorkommen, die nicht über die Technologie des Weltraumzeitalters zugänglich sind, für das imperiale Imperium, das die Kultur dorthin geschickt hat.

Metalle für die Biochemie oder planetarisches Magnetfeld? Ja.

Metalle, die nach der großen Industrialisierung zugänglich werden? Ja.

Metalle, die mit primitiver Technologie geschmolzen werden können und somit eine eisenzeitliche Kultur hervorbringen? Nein.