Kann es überhaupt Sinn machen, Schwefel einzuatmen?

Eine weitere Frage wie diese, inspiriert von Iceworld .

Abgesehen davon, dass sie Körperflüssigkeiten auf der Basis von Kupferchlorid haben, werden die Sarrianer aus Hal Clements Iceworld als gasförmiger Schwefel atmend beschrieben. Selbst wenn man das Kupferchlorid ignoriert, liegt die minimale Betriebstemperatur aufgrund der Notwendigkeit, Schwefel in gasförmiger Form zu haben, bei etwa 445 ° C - denn das ist die Temperatur, bei der Schwefel siedet!

Ob bei dieser Temperatur überhaupt eine komplexe Chemie existieren kann, die das Leben unterstützen kann, ist an sich schon eine heikle Frage ... aber Schwefel schmilzt bei nur 113 ° C, was viel entgegenkommender ist.

Unter der Annahme , dass bei Temperaturen, in denen Schwefel flüssig ist, irgendeine Art von Leben existieren kann, kann es dann jemals sinnvoll sein, Schwefel als metabolisches Oxidationsmittel anstelle von Sauerstoff tatsächlich zu „atmen“?

Das Hauptproblem, das ich sehe, ist, dass Schwefelkohlenstoff eine positive Bildungswärme hat ... was bedeutet, dass Sie tatsächlich mehr Energie erhalten, wenn Sie nur elementaren Kohlenstoff und Schwefel produzieren, als wenn Sie versuchen, sie miteinander zu reagieren. Die Bildung von Siliziumdisulfid hingegen ist exotherm, also würde das vielleicht für eine Art Hochtemperatur-Leben auf Siloxanbasis funktionieren ... aber Siliziumdisulfid ist ein Polymer mit einem Schmelzpunkt von über tausend Grad, also entweder wir wirklich dehnen Sie die Grenzen dessen aus, wo wir glauben, dass Leben weit über das hinausgehen kann, wozu Clement bereit war, oder wir stecken wahrscheinlich in einer mikrobiellen Welt fest.

Andererseits gelten die thermodynamischen Informationen, auf die ich Zugriff habe, nur für STP-Bedingungen - vielleicht ist CS2 bei höheren Temperaturen ein günstigeres Produkt. Oder vielleicht gibt es einen anderen günstigen Reaktionsweg – wie zum Beispiel einfach Schwefel mit Wasserstoff reagieren zu lassen und etwas anderes zu tun, um die Kohlenstoffabfälle aus der Verstoffwechselung von Fetten und Kohlenhydraten zu handhaben. Ich weiß nicht! Daher, na ja ... frage ich.

(Beachten Sie, dass dies keine Frage zu Iceworld ist, sondern lediglich inspiriert von. Antworten müssen sich überhaupt nicht mit der potenziellen sarrianischen Biologie befassen, und positive Antworten müssen nicht mit der Darstellung von Sar und Sarrianern kompatibel sein. Wenn dies der Fall ist, ist dies nur ein Bonus.)

Wenn die Bildung von Siliziumdisulfid energetisch günstig ist, warum machen wir uns dann Sorgen um seinen Schmelzpunkt? Einfach solubilisieren oder ausfällen. Verwenden Sie es für etwas. Muss man es ausatmen?
Gasförmiger Schwefel bei 445 °C kann zu hoch für die Bildung von Biologie sein. Wie sieht es mit anderen Formen von Schwefel aus? H2S siedet bei -60 °C. es gibt auch HSO4 (bei dem ich den Siedepunkt nicht finden kann)
@DWKraus Es ist auch in allen bekannten Lösungsmitteln unlöslich. Und Sie würden nicht lange durchhalten, wenn Sie CO2 nicht ausscheiden könnten und es einfach in all Ihren Zellen auf unbestimmte Zeit aufbauen lassen müssten.
@Sonvar H2S ist kein Oxidationsmittel; Es gibt Mikroben, die Sulfat atmen (dh SO4+2, ob an Wasserstoff gebunden oder nicht), aber sie verwenden nur den Sauerstoff und fällen elementaren Schwefel aus oder verwenden den Sauerstoff, um Kohlenstoff zu binden und Schwefelwasserstoff zu produzieren.
Wir reden von SiS2, richtig? Es ist unter einer Vielzahl von Bedingungen löslich, da es sich in andere Dinge wie H2S in Wasser oder Si(NH)2 in Ammoniak umwandelt ozbo.com/news/… . und en.wikipedia.org/wiki/Silicon_disulfide All dies berücksichtigt nicht das Eingreifen von Enzymen, die Reaktionen an interessanten chemischen Orten antreiben könnten.
@DWKraus "löslich in verdünntem Alkali" ist eine gute Nachricht; Ich denke, meine andere Quelle war falsch. Aber „reagiert mit“ ist etwas ganz anderes als „ist löslich in“! Wasser ist so ziemlich das schlechtestmögliche Lösungsmittel für Leben auf Siliziumbasis (beachten Sie die tatsächliche Welt hier als Beweis), aber kombinierte Reaktionen mit einem Lösungsmittel sind genau das, wonach ich suchen könnte.
Gut, aber ich kann keine vollständige Antwort zusammenstellen. Froh, dass ich Helfen kann.

Antworten (2)

Nicht Kohlenstoff! Metall.

In einer superheißen Umgebung könnte die Schwefel-Metall-Chemie das Rückgrat eines Lebenszyklus sein. Die Sulfidierung von Metall ist normalerweise exotherm . Stellen Sie sich eine Welt vor, in der die Autotrophen Umgebungsenergie nutzten, um Metall von Sulfiden zu trennen, Metalle in ihren Geweben zu speichern und den Schwefel als Abgas freizusetzen. Metall ist hier das Äquivalent von Zucker in unserer Welt. Heterotrophe würden das Metall in den autotrophen "Pflanzen" essen und Energie freisetzen, indem sie Umgebungsschwefel einatmen und das Sulfid regenerieren.

Hmm ... eine kleine Welt mit hohen Temperaturen, die weder atmosphärischen Stickstoff noch Sauerstoff zurückhalten kann, so dass Metalloxide am Ende vielleicht erschöpft sind? Löslichkeitsdaten für Metallsulfide in Hochtemperatur-Lösungsmitteln zu finden, wird mühsam sein ... anscheinend ist Kupfersulfid in Kaliumcyanid löslich, aber das ist nicht gerade ein wahrscheinliches Thallasogen! Nun, es gibt noch eine Menge mehr Details, die irgendwie geklärt werden müssen, aber das passt zumindest zu dem, was über Sarrians wenig bekannt ist.
Ich frage mich, ob der Sauerstoff erschöpft wäre oder schließlich auf dem Metall landen würde, von dem er am meisten angezogen wurde - ähnlich wie Eisen seinen Sauerstoff an Aluminium abgibt, wenn sie sich in einer heißen Mischung befinden. Ihre andere Frage zur Wiederlöslichkeit hatte dies alles in geschmolzenem Kupferchlorid und es sah für mich so aus, als würden sich die meisten Metalle in gewissem Maße in geschmolzenen Salzen auflösen.
Metalle, ja. Metallsulfide ... Ich habe keine Ahnung!

aber Siliziumdisulfid ist ein Polymer mit einem Schmelzpunkt von über tausend Grad

Die Tatsache, dass wir gasförmige Stoffwechselendprodukte in Form von CO 2 haben , bedeutet nicht, dass alles sie haben muss. Wenn wir sagen, dass der durchschnittliche Mensch ein Kilo CO 2 pro Tag ausatmet (was nicht ganz richtig ist, aber nahe genug dran ist), liegt das in der gleichen Größenordnung wie die Menge an Urin und Kot, die er pro Tag ausscheidet.

Offensichtlich sind Menschen in der Lage, diese Menge an Abfallprodukten in fester und flüssiger Phase an einem Tag zu verschieben, also gibt es keinen Grund, warum Ihre Schwefelatmer auf Siliziumbasis nicht einfach mehr kacken könnten, anstatt auszuatmen (oder vielleicht wird das Zeug als ausgeschieden). feines Pulver durch kiemenartige Schlitze oder extrudiert als Stacheln oder Haare oder was auch immer Ihnen sonst noch einfällt).

Offensichtlich werden einige der Leitungen komplexer, was viele Körperpläne ziemlich umständlich machen könnte, und das schließt möglicherweise große mobile Organismen aus, aber es gibt viel Spielraum für vielzelliges Leben, wie z. B. korallenähnliche Dinge, die ihre eigenen ausgeatmeten Abfallprodukte verwenden könnten als Skelett oder Gerüst.

Wenn es auch eine Wasserquelle (oder wahrscheinlicher Dampf) gibt, kann das SiS 2 in Kieselsäure und gasförmigen Schwefelwasserstoff zerlegt werden. Dies könnte einen möglichen Zersetzungsweg für all den ausgeatmeten Dreck bieten, der überall herumliegt, obwohl ich mich frage, ob das bloße Vorhandensein von Wasser in einer nennenswerten Menge bedeuten könnte, dass es stattdessen günstigere Stoffwechselwege gibt.

Kann es überhaupt Sinn machen, Schwefel einzuatmen?
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