Superschnelles Terraforming des Mondes durch Portal von der Erde

Zwischen Erde und Mond wurde ein Science-Fiction-Portal eingerichtet. Es verwendet eine Falte im Raum, sodass die Reise durch das Portal praktisch augenblicklich erfolgt. Zunächst verhindert eine Luftschleuse das Durchströmen der Erdatmosphäre. Entdecker und Kolonisten bewegen sich durch die Luftschleuse hin und her.

Jetzt kommt die Zeit für superschnelles Terraforming. Es ist geplant, das Portal vollständig zu öffnen, wodurch die Erdatmosphäre hindurchströmen und eine Atmosphäre für den Mond bereitstellen kann. Ein anderes Portal aus dem Ozean bietet einen ähnlichen Effekt, um riesige Kraterseen auf dem Mond bereitzustellen.

Frage

Angenommen, wir warten, bis sich der Luftdruck ausgleicht und eine Luftschleuse nicht mehr benötigt wird. Wird die Veränderung der Erdatmosphäre für den Durchschnittsmenschen ausreichend wahrnehmbar sein, um das tägliche Leben zu verändern?

Notiz

Ich habe sowohl Wissenschaft als auch Science-Fiction markiert. Dies ist Absicht. Das SciFi bezieht sich auf das Portal. Die Wissenschaft bezieht sich auf die realen Auswirkungen eines solchen Portals, sofern dies möglich wäre.

Annahmen

  1. Gehen Sie davon aus, dass der Mond seine neue Atmosphäre mindestens tausende von Jahren beibehält. Es gibt Berechnungen, die darauf hindeuten, dass dies möglich ist, aber ich möchte vorerst davon ausgehen.

  2. Das Portal öffnet sich direkt auf der Mondoberfläche, nicht in Kuppeln.

  3. Die Portale haben einen Durchmesser von 10 Metern.

  4. Bitten Sie um Erläuterungen, bevor Sie antworten.

Ich glaube nicht, dass sich Ihr Druck „ausgleichen“ wird, die Schwerkraft wird ein Faktor sein, es geht vom Mond durch Ihr Portal bergab zur Erde und der Mond hat nicht genug Schwerkraft, um den gleichen atmosphärischen Druck zu halten, ich bin mir nicht sicher, wie das geht Um zu interagieren, muss jedoch jemand anderes Ihre Berechnungen anstellen.
" Das sieht nach einer interessanten Frage aus und sollte nicht zu schwer zu beantworten sein ", dachte ich. Und jetzt scheine ich in Differentialgleichungen zu ertrinken.
@Pelinore Die Rate des atmosphärischen Entweichens wird in naher Zukunft vernachlässigbar sein (auf der Skala von mindestens Jahrhunderten).
@StarfishPrime "Sollte nicht zu schwer zu beantworten sein", dachte ich. Und jetzt" lach
Ich nehme an, dieses Portal öffnet sich eher zur Mondoberfläche als zu versiegelten Höhlen oder Kuppeln?
Dies wird einen nicht unerheblichen Teil der Erdatmosphäre einnehmen. Nicht genug, um Menschen sofort zu töten, aber genug, um die Biosphäre und das Wetter der Erde ernsthaft zu beeinträchtigen.
@Pelinore - auf die Oberfläche
@MolbOrg - 10 Meter Durchmesser
10 sehr wenig, aber ich denke, es ist für das q irrelevant. Warum zu wenig Starfishs Antwort zeigt das gut
Es könnte cooler sein, Ihr Portal auf der Venus zu öffnen und von dort aus den Mond mit CO2 zu füllen. Es ist Ihnen egal, was mit der Venus passiert, und das CO2 kann in Kohlenstoffprodukte und viel Sauerstoff umgewandelt werden. Der Mond hätte nicht alle Venusprobleme mit der Atmosphäre, und es wäre eine sehr treibhausgasartige Mischung, um den Mond zu erwärmen. Ich bin mir nicht sicher, ob die Schwefelsäure bei niedrigerer Temperatur und niedrigerem Druck sofort ausfallen würde. Aber wenn man Portale öffnen kann, warum nicht auf der Venus?
Ungeachtet dessen möchten Sie vielleicht Ihre Gase in eine Art Tunnelsystem leiten, in dem die Geschwindigkeiten der Gase reduziert werden können. Die Luft, die aus diesem Ding kommt, wird wie ein titanischer Tornado auf Steroiden oder eine ständige Explosion sein. Andernfalls würden viele Gase einfach wie eine Kanone in den Weltraum geschossen, ohne dass sie sich an der Oberfläche ablagern könnten.
WIE GROSS ist Ihr Portal? Selbst wenn es 1 Kilometer breit ist und vorgibt, dass die Mondseite im Vakuum bleibt, wird es 82 Jahre dauern, bis genügend Luft zum Druckausgleich bewegt wird. In Wirklichkeit wird sich der Druck niemals ausgleichen, da die immer kleiner werdende Druckdifferenz die Bewegungsgeschwindigkeit verlangsamt. Wenn Ihr Portal nur 10 m breit ist, dauert es mehr als eine Million Jahre, um nur die Hälfte der benötigten Luft zu bewegen. Nicht gerade "superschnell" wie gewünscht.
@PcMan - Wie gesagt, 10 Meter Durchmesser. Bei Bedarf können mehrere Portale vorhanden sein. Das Hauptproblem wird sein, wo sie platziert werden müssen, um lokale Schäden zu vermeiden. Der beste Ort wäre wahrscheinlich die Antarktis. Der Antrieb der Portale erfordert viel Strom, aber ich plane, dass sie sich selbst versorgende Turbinen sind. Wenn die Druckdifferenz abnimmt, werden die Portale nacheinander blinkend geschlossen. Die letzten müssen extern mit Strom versorgt werden.
Die Antarktis ist definitiv der beste Ort für die Portale, da ein erheblicher Teil der Menschheit kommen wird, um Sie daran zu hindern. Kraterseen? Warum? Du hast ein Wurmloch, warum beginnst du nicht mit einer Wohnung auf dem Mond? Wie wollen Sie es rechtfertigen, die Ressourcen der Erde auf einen leblosen Planeten zu schütten? Niedrige Schwerkraft bedeutet, dass die Lebensqualität bestenfalls minderwertig sein wird, oder? Sie können dem Mond keine Magnetosphäre geben, also wird der Sonnenwind das, was Sie stehlen, schnell in etwas verwandeln, das wahrscheinlich nicht bewohnbar ist, oder? Wie werden Sie mit der harten Strahlung umgehen, die von der Sonne hereinregnet?
Die Drücke gleichen sich aus. Da die Schwerkraft des Mondes 1/6 unserer ist, wird die Atmosphäre 6x so tief sein.
@chiggsy - "Wie willst du es rechtfertigen, die Ressourcen der Erde auf einen leblosen Planeten zu schütten?" . Es steht eine absehbare Apokalypse bevor, die die Erde für einige tausend Jahre unbewohnbar machen wird.
@chasly-supportsMonica Es ist gerade eine absehbare Apokalypse im Gange , die die Erde in ein paar hundert Jahren unbewohnbar machen wird. Wir werden uns nicht einmal auf lauwarme Duschen festlegen. Ich muss zugeben, ich wünschte, ich würde auf eurer Erde leben, mit den Humanoiden, die solche Aktionen so einseitig unterstützen. Hmm. Vielleicht nicht.

Antworten (3)

Wird die Veränderung der Erdatmosphäre für den Durchschnittsmenschen ausreichend wahrnehmbar sein, um das tägliche Leben zu verändern?

Hooo Junge, ja. Menschen, die in großer Höhe leben, müssen bergab gehen oder sterben. Menschen mit Atemproblemen auf Meereshöhe könnten ebenfalls sterben. Aerobe körperliche Aktivitäten, die früher einfach oder zumindest möglich waren, werden zu einer extremen Herausforderung. Viele Tiere werden in Schwierigkeiten geraten. Hochfliegende Vögel werden aufgrund von Problemen mit den Zugrouten sterben oder geografisch isoliert werden. Flugzeuge müssen die Flughöhe ändern. Die Litanei der schrecklichen Auswirkungen geht weiter und weiter!

Kurz gesagt, Ihre Idee ist schrecklich und schrecklich und ein schönes Beispiel dafür, wie schwierig und verschwenderisch der Versuch ist, eine vollständige Atmosphäre auf einem Planeten zu erzeugen. Holen Sie sich stattdessen ein paar vernünftige Paraterraforming-Pläne ... es wird einfach sein, ein paar nette riesige Kuppelsiedlungen auf dem Mond zu füllen und kaum eine Delle in die Erdatmosphäre zu schlagen.

Richtig, grob gesagt ist der Oberflächendruck einer Atmosphäre das Gewicht der Atmosphäre dividiert durch die Fläche des Planeten: P 0 = M 0 G e A e Wo P 0 i s der anfängliche durchschnittliche Oberflächendruck auf der Erde, M 0 ist die Masse der Erdatmosphäre, G e ist die Oberflächengravitation auf der Erde und A e ist die Fläche der Erde. Wenn Sie die beiden Körper verbunden haben und darauf gewartet haben, dass sich der Druck ausgleicht, landen Sie bei

M M G M A M = M e G e A e M 0 = M M + M e

Wo M e ist die neue Masse der Erdatmosphäre, und alles mit einem Index M ist der äquivalente Wert des Mondes.

Mit ein wenig Umarrangieren bekommen wir

M M M e = A M G e A e G M

was ein Massenverhältnis von 0,45 ergibt. Um herauszufinden, wie viel der gesamten Luftmasse jeder Körper hat, müssen Sie eine einfache Gleichung lösen:

M M M e = 0,45 M M = 0,45 M e M M + M e = M 0 0,45 M e + M e = M 0 M e = M 0 1.45

Wo M 0 ist die Gesamtluftmasse, die zwischen den beiden geteilt wird, und die ursprüngliche Luftmasse auf der Erde vor dem Ausgleich.

Die Erde hat also 69 % von dem, was sie früher hatte, und der Mond hat die restlichen 31 % . ... Sie müssen viel Luft in diesen flachen Gravitationsschacht werfen, um genug Druck zu bekommen, selbst mit einer so kleinen Oberfläche!

Am Ende haben Sie einen durchschnittlichen Oberflächendruck auf der Erde von ~700 hPa, was ungefähr dem atmosphärischen Druck auf 3025 m auf der Erde vor der Katastrophe entspricht. Also nicht tödlich, aber wie Ihnen jeder sagen wird, der Zeit in der Höhe verbracht hat, können Sie es fühlen.

Ich habe die gleiche Berechnung mit Oberflächen und Skalenhöhe und so weiter durchgeführt (viel chaotischer als Ihre) und bin zu einem identischen Ergebnis gekommen. Der Mond mag winzig sein, aber er wird viel von unserer Luft saugen .
@PcMan ja, es war ein wirklich interessantes Problem. Ich wusste, dass es ziemlich viel sein würde, aber es ist ein bisschen wie ein Augenöffner, um genau zu sehen, wie viel. Je mehr ich mich mit solchen Dingen befasse, desto unglaubwürdiger scheint das Terraforming eines Planeten oder Mondes zu sein.
Du hast recht - die Frage geht nur bis zum Ausgleich mit der vorhandenen Luft, also sollte ich das auch.
Machen Sie sich keine Sorgen, dass Sie an Luftmangel sterben. Wenn die Öffnung des Portals nicht viele Kilometer breit ist, müssen sich weder Sie noch Ihre Enkel darum kümmern. Vielleicht ihre Enkel. Ein 10 m breites Portal braucht 85000 Jahre, um den atmosphärischen Druck der Erde um 1 % zu senken
"Ein bisschen Augenöffner, um genau zu sehen, wie viel" - ja, Zahlen sind schön, besonders auf großen Skalen, aus genau diesem Grund - sie sind Augenöffner. Auf Skalen von Planeten und im Weltraum werden Überraschungen passieren, selbst wenn man es erwartet, da nichts in unserer alltäglichen Realität unsere schätzenden Teile unseres Gehirns auf diese riesigen Skalen, riesigen Dinge vorbereitet. Der Weltraum ist groß, Planeten sind riesig
@PcMan Angesichts der Magie, die der Frage innewohnt, gehe ich davon aus, dass das Portal ausreichend groß ist, um die beiden Körper zeitnah, aber sicher auf handlungskompatible Weise auszugleichen ;-)
Es tut mir leid, aber ich muss ablehnen, weil Ihre Gleichungen nicht gründlich genug waren und den Beitrag von Wasserdampf aus dem Ozeanportal nicht berücksichtigten.
@Willk (╯°□°）╯︵ ┻━┻
Hinzu kommt die Tatsache, dass der Mond nicht wirklich die Schwerkraft hat, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten, sodass er die Atmosphäre so lange von der Erde absaugen wird, bis sich die Bedingungen auf beiden Körpern stabilisiert haben . Was niemals sein wird, da die Atmosphäre immer wieder in den Weltraum entweicht.
@Willk Dieser Wasserdampf wird ionisiert, sobald er unter der Magnetosphäre hervorkommt. Ionisiert und vom Sonnenwind weggeblasen. Was die kontinentale Erde bewohnbar macht, ist die Magnetosphäre und die Ozonschicht. Übrigens, wie viel unseres Ozons wird in diesem Schema abgebaut? Wie viel Plankton wird auf die Mondoberfläche geblasen? Plankton ist Kohlenstoff, und wir brauchen ihn hier, um unsere Temperatur zu dämpfen und nicht nutzlos im Weltraum zu schweben.
@chiggsy " sobald es unter der Magnetosphäre herauskommt " ist nicht korrekt. Die Ionisation und das Wegblasen in den interstellaren Raum ist ein zeit- und energieaufwändiger Prozess. Es wird Tausende und vielleicht sogar Millionen von Jahren gut gehen. Der Mars wurde nicht an einem Tag ausgetrocknet.
3000 Meter? Mexiko-Stadt ist nur 2200. Das ist nur auf Meereshöhe? Das ist verrückt . Ich schätze, wir würden uns daran gewöhnen , aber es wäre definitiv eine Herausforderung, lol. Angenommen, die anderen Probleme, die dem Setup innewohnen, töten uns sowieso nicht alle.
@ user2352714 viel interessantere Dinge passieren, wenn die Luft der Schwerkraft der Erde nicht entkommt und stattdessen auf die Erde zurückfällt. Mit einer Menge zusätzlicher Energie, weil das Portal gleichzeitig ein sehr hoher Aufzug ist.

Wie andere angemerkt haben, würde es viel zu viel Luft von der Erde verbrauchen, um sie dem Mond mit demselben Druck zuzuführen.

Die Erde hat 5,5 Billiarden Tonnen Atmosphäre und Luna benötigt 1,7 Billiarden Tonnen, um den gleichen Druck zu haben.

Jetzt kommen die Ozeane der Erde auf 1,4 * 10 ^ 21 kg; Wenn Sie 0,1% davon entleeren, hätten Sie genug Masse, um Luna eine Atmosphäre zu verleihen. Das ist natürlich zu viel O2.

Das Interessante ist, dass wir zum Atmen hauptsächlich O2 benötigen; wir können ziemlich gut mit einem niedrigeren Druck umgehen, solange der Partialdruck von O2 korrekt war.

21 Prozent der Erdatmosphäre besteht aus Sauerstoff, was bedeutet, dass wir 0,36 Billiarden Tonnen O2 benötigen, das aus etwa 0,02 % der Ozeane der Erde gewonnen werden könnte.

Sie brauchen einen Platz, um den gesamten Wasserstoff zu speichern; es gibt eine Menge davon. Beachten Sie auch, dass die Reaktion von Lunas Oberfläche auf H2O und O2 (und vielleicht N2, aber weniger wahrscheinlich) und dergleichen ziemlich heftig sein wird (O2 ist wirklich ätzend, wir bemerken es nur nicht, weil alles auf der Erdoberfläche es ist sehr widerstandsfähig durch lange Einwirkung).

Der Plan wäre also, zunächst Wasser auf den Mond zu pumpen. Machen Sie dann lächerliche Cracking-Mengen, um das H2 aus dem H2O herauszubekommen, und binden Sie dieses H2 an etwas . Nachdem Sie auf diese Weise 0,02 % der Ozeane der Erde verbraucht haben, haben Sie genug O2 auf dem Mond, so dass ein offenes atmosphärisches Portal nicht alle ersticken wird.

Der richtige Partialdruck ist nicht ganz richtig, und Sie werden wahrscheinlich mehr CO2 für die armen Pflanzen in Massenproduktion produzieren wollen, und vielleicht wird der Stickstoffkreislauf irgendwie durcheinander gebracht ...

Aber Sie können einen Planeten nicht geoengineeren, ohne ein paar Arten auszurotten.

Es muss kein Wasser verschwendet werden, Sauerstoff liegt auf der Mondoberfläche in Form von Silikaten und Aluminiumoxid und anderen Metalloxiden. Und die Speicherung ist viel einfacher als die von Wasserstoff. Der Extraktionsprozess ist im Grunde der gleiche, erfordert nur eine höhere Temperatur, nicht unbedingt viel höher, hängt von der Technologie ab

Der Mond ist gezeitenabhängig mit der Erde verbunden, sodass die Gesetze der Thermodynamik auf Ihre Parade regnen werden.

Nehmen wir an, Ihre Portale sind riesig groß und übertragen erfolgreich Luft und Wasser auf die Mondoberfläche mit einer Rate, die größer ist als die Verdampfungsrate. „Siehe“, du hast jetzt eine Atmosphäre – zumindest für kurze Zeit, bis sie versickert. Aber Ihre Probleme fangen gerade erst an.

Die der Erde zugewandte Seite des Mondes erhält mehr Sonnenlicht (durch Reflexion der Erde) als die dunkle Seite. Das heißt, es wird immer wärmer sein als auf der dunklen Seite. (Oder alternativ wird die dunkle Seite immer kälter sein.) In jedem Fall bedeuten die Gesetze der Thermodynamik, dass die Atmosphäre versuchen wird, die Wärmedifferenz neu zu verteilen (auszugleichen), indem sie heiße Luft von der Tagseite zur dunklen Seite und kalte Luft zurück zirkuliert andere Weise. Das Ergebnis werden zyklonale Winde sein – obwohl dies teilweise durch den niedrigeren atmosphärischen Druck verbessert werden kann (kontinuierlicher niedrigerer atmosphärischer Druck, da die gesamte Luft Tag für Tag versickert).

Fazit – Ihr Neumond wird sehr, sehr windig sein. Stellen Sie sich vor, Sie leben dauerhaft in stürmischen Winden.

Sie haben Recht mit den Konvektionsströmen, aber sie sind für die eigentliche Frage (die nach den Auswirkungen auf die Erdatmosphäre fragt) nicht wirklich relevant. Sie gehören korrekterweise zu einer anderen (möglicherweise Folge-) Frage, was für einige keine schlechte Sache ist Seitenerweiterung ist in Ordnung, wenn es nicht wie der gesamte Fokus Ihrer Antwort aussah.
Gregory Benford hatte eine ziemlich verrückte Idee für die Terraformung des Mondes, bei der er mit Kometen bombardiert wurde, um flüchtige Stoffe zu bringen und seine Rotation auf 60 Stunden zu beschleunigen. Es würde natürlich wieder verriegeln, aber es würde Tausende von Jahren dauern.
"Die der Erde zugewandte Seite des Mondes erhält mehr Sonnenlicht (durch Reflexion der Erde) als die dunkle Seite:" Sie haben technisch recht. Was, wie wir alle wissen, die beste Art von Korrektheit ist. Andererseits ist der Unterschied winzig. Es wird tatsächlich eine gewisse Menge Wind geben, um die Wärme neu zu verteilen; aber diese Winde sind völlig vernachlässigbar im Vergleich zu den gewöhnlichen normalen Brisen, die die Wärme um den Terminator herum verteilen.
Ich denke, der Unterschied in der Strahlung würde wenig oder gar keinen Unterschied machen, wenn nicht die Tatsache wäre, dass sich der Mond nicht dreht. Die Wärmedifferenz wird sich also über Wochen/Monate/Jahre aufbauen? Was bedeutet (vermute ich), dass starke Winde für jeden, der an der Oberfläche lebt, eine Konstante sein werden. Keine Zyklonwinde, wie ursprünglich angegeben, vielleicht aber sicherlich stärker als normal.
Die Idee von @StarfishPrime Benford ist attraktiv, außer dass das Schieben von Kometen auf die von ihm beschriebene Weise ein n-Körper-Problem ist. Sie möchten, dass diese Kometen genau fallen und dann anhalten, wenn Sie haben, was Sie wollen. Sie wollen KEINEN verallgemeinerten Kometenschauer 150 Jahre später, der beide Biosphären auslöschen würde. Dies ist eine nicht triviale Rechnung. Gelöst für n=2, (wenn man unbeweglich ist) irgendwie gelöst für n=3, (wenn das fragliche Objekt sehr viel kleiner als die anderen ist) ungelöst für n > 3.
Superschnelles Terraforming des Mondes durch Portal von der Erde
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