Von seltsamen Atmosphären - das Überlebensfähige, aber Unatmbare

Die meisten Atemgifte schaden auch der Haut, wenn sie in gefährlicher Konzentration in der Atmosphäre sind - und man läuft ohne dichte Schutzkleidung herum; Schwefel- und Stickoxide verursachen Verätzungen, wenn sie sich beim Schwitzen mit dem Wasser vermischen, oder auf den Augen, große Mengen Ozon verursachen ähnliche Probleme durch verschiedene Mechanismen.

Meine Frage ist also, welche Schlüsselgase verwendet werden müssen und, was wahrscheinlich noch wichtiger ist, auf welchen Ebenen, um eine Atmosphäre zu schaffen, die tödlich ist, wenn Sie ein oder zwei Atemzüge bekommen, sich aber nicht die Haut verbrennen oder Sie vergiften, wenn Sie hinausgehen die Tür ohne deinen Mondanzug?

Vorrang haben Gasgemische, die aus Gasen bestehen, die in einer mit der Erde nahezu identischen Biosphäre vorkommen/von dieser produziert werden, also Wasserdampf, Sauerstoff, Ozon, Methan, Stickoxide, organische Kohlenstoffverbindungen, Kohlenstoffoxide, Schwefelverbindungen usw. Die beste Antwort ist die Atmosphäre, die unserer bestehenden Zusammensetzung am ähnlichsten ist, während sie tödlich zu atmen ist, aber ansonsten sicher ist, ihren Geburtstagsanzug zu tragen, abgesehen von einer Atemmaske, die sichere Luft liefert.

Du meinst nur mit Helm?
@nzaman Ich hoffe nur auf eine Mund-Nasen-Atmung, aber ein voller Helm ist akzeptabel.
Ich bin mir sowieso nicht sicher, ob Sie das Hard-Science-Tag wirklich brauchen. Wissenschaftsbasierte Antwort wäre in Ordnung
@L.Dutch Vielleicht, aber dies ist eines der wenigen Male, in denen ich tatsächlich möchte, dass einige harte Zahlen eine Erklärung anhängen.
@Ash: Sie benötigen einen Helm oder zumindest eine Schutzbrille, um einer dieser Atmosphären länger ausgesetzt zu sein. Die Hornhaut des menschlichen Auges bezieht ihren Sauerstoff direkt aus der Luft, die sich in der Tränenflüssigkeit auflöst. Überdruck in einem Helm ist auf jeden Fall eine sehr gute Idee für die Sicherheit in einer erstickenden Atmosphäre, geschweige denn in einer giftigen.
@JohnDallman Danke dafür, das ist ein wichtiges Detail.
Ich stelle mir vor, ein einfaches Schlupfloch wäre jede Art von gasförmigem Neurotoxin, aber wenn es keine biologische Quelle dafür gibt, wird es in geologischen Zeitskalen nicht in der Atmosphäre überleben.

Antworten (8)

Jede Atmosphäre, die Gase enthält, die für den menschlichen Stoffwechsel inert sind, aber keinen Sauerstoff oder nicht genug Sauerstoff.

Eine wäre eine Atmosphäre, die 5 % Sauerstoff statt der üblichen 20 % enthält, wobei die 15 % wie hier aus Stickstoff und Argon bestehen. Bei einer Atmosphäre entspricht dies einem drucklosen Verkehrsflugzeug in Reiseflughöhe. Du bemerkst nichts falsch, wirst aber schnell erst verwirrt und dann bewusstlos. Sie sterben nach wenigen Minuten an Sauerstoffmangel.

Es gibt Lebewesen hier auf der Erde, die das atmen können. Gänse und Geier können auf Reiseflughöhe fliegen. Vögel haben eine überlegene Variante von Hämoglobin in ihrem Blut.

Es ist jedoch nicht direkt tödlich. Sie können nach ein oder zwei Minuten gerettet werden, wenn jemand anderes mit einer Sauerstoffmaske in der Nähe ist. Nach dieser Zeit haben Sie einen irreversiblen Hirnschaden erlitten.

Für eine nahezu sofortige Tödlichkeit würde ich eine außerirdische Biochemie vorschlagen, die Phosgen in die Atmosphäre bringt. Es ist nicht ganz geruchlos (riecht nach schimmeligem Heu), aber es verursacht tödliche Lungenschäden, die nicht sofort sichtbar sind. Lesen Sie den Abschnitt über seine Verwendung als Kriegsgas. Ich denke, es ist auch kumulativ, in diesem Fall wäre ein kleines unentdecktes Leck nach Minuten oder Stunden tödlich.

Cool, das ist ein Spitzenreiter, soweit ich bisher gelesen habe, und Sie haben auch meine nächste Frage beantwortet, ich werde sie sowieso nächste Woche posten.

eine Atmosphäre, die tödlich ist, wenn Sie ein oder zwei Atemzüge bekommen, sich aber nicht die Haut abbrennt oder Sie vergiftet, wenn Sie ohne Ihren Mondanzug aus der Tür gehen?

Nehmen Sie unsere Atmosphäre und entfernen Sie den gesamten Sauerstoff, indem Sie ihn durch ein inertes Gas wie Stickstoff ersetzen.

Asphyxie wird nach ein paar Atemzügen folgen.

Asphyxie oder Erstickung ist ein Zustand der unzureichenden Sauerstoffversorgung des Körpers, der durch abnormale Atmung entsteht. Ein Beispiel für Asphyxie ist Ersticken. Asphyxie verursacht eine generalisierte Hypoxie, die hauptsächlich Gewebe und Organe betrifft. Es gibt viele Umstände, die Asphyxie hervorrufen können, die alle dadurch gekennzeichnet sind, dass eine Person nicht in der Lage ist, über einen längeren Zeitraum ausreichend Sauerstoff durch Atmung zu erhalten. Asphyxie kann Koma oder Tod verursachen.

Dies ist der genaue Grund, warum bei der Verwendung von Stickstoff zum Spülen bestimmter Maschinen das Arbeiten in geschlossenen Räumen tödlich sein kann, wenn keine angemessenen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Ansonsten kann man in einer solchen Atmosphäre unbedenklich nackt herumlaufen.

Wenn Sie sich fragen, was die minimale Sauerstoffkonzentration ist, die zum Erhalt des menschlichen Lebens erforderlich ist, können Sie sich darauf beziehen

Schwerwiegende Nebenwirkungen können auftreten, wenn der Sauerstoffgehalt außerhalb der sicheren Zone fällt. Wenn die Sauerstoffkonzentration von 19,5 auf 16 Prozent fällt und Sie sich körperlich betätigen, erhalten Ihre Zellen nicht den Sauerstoff, der für eine ordnungsgemäße Funktion erforderlich ist. Bei Sauerstoffkonzentrationen, die von 10 auf 14 Prozent fallen, werden die geistigen Funktionen beeinträchtigt und die Atmung unterbrochen; Auf diesen Ebenen wird der Körper bei jeder Menge körperlicher Aktivität erschöpft. Menschen werden bei Werten von 6 Prozent oder weniger nicht überleben.

Schön, daran hatte ich überhaupt nicht gedacht, ich bin mir nicht sicher, wie eine Biosphäre irgendeiner Art dazu passt, aber es ist sicherlich ein Denkanstoß.
Wenn dies eine nackte Außenwelt sein soll, möchte ich Lachgas in der Mischung haben.
Dies war im Wesentlichen die Erdatmosphäre für die ersten Milliarden Jahre, in denen Leben existierte
@Ash eine Biosphäre wäre absolut kein Problem, es kann einfach keine auf Sauerstoff basierende sein. Aber denken Sie daran, dass es Organismen vor Sauerstoff gab, also könnten Sie sich daraus etwas entwickeln (siehe simple.wikipedia.org/wiki/Great_Oxygenation_Event ) für Sachen davor
Stellen Sie nur sicher, dass der Organismus keinen Sauerstoff als Abfallprodukt abgibt (wie es das frühe Leben auf der Erde getan hat), sonst erhalten Sie in ein paar Millionen Jahren eine atembare Atmosphäre, und das will niemand.
@Willk, wenn alle ohne Kleidung herumlaufen, willst du natürlich, dass sie von Lachgas schwindelig werden.
Tatsächlich überlebst du das länger als ein oder zwei Atemzüge – tatsächlich mehrere Minuten (du wirst jedoch nach mehreren Atemzügen bewusstlos).
„Diese Frage erfordert harte Wissenschaft. Alle Antworten auf diese Frage sollten durch Gleichungen, empirische Beweise, wissenschaftliche Arbeiten und andere Zitate untermauert werden.“ Wenn wir Gleichungen, Arbeiten und/oder empirische Beweise über die Atmosphäre brauchen, in der wir gerade leben, dann Es gibt große Probleme mit dieser Seite. Kann jemand das Ding bitte aus der Antwort entfernen?
Das einzige Problem bei dieser Antwort ist, dass sie aufgrund der Annahme von STP ungenau ist. Das eigentliche Maß an Sauerstoff, das wichtig ist, wird als Partialdruck bezeichnet. Bei ausreichend hohem Druck sind sogar 5 % Sauerstoff atembar. In der technischen Tauchszene ist dies sehr wichtig, da man eine sogenannte Sauerstofftoxizität vermeiden muss.

Mein Vorschlag:

  • 60 % Xenon
  • 20 % Sauerstoff
  • 15 % Stickstoff
  • 5 % Kohlendioxid

Warum Xenon?

Xenon ist ein Edelgas. Es hat sehr wenige allgemeine chemische Reaktionen und wird häufig in Situationen verwendet, in denen Luft zu reaktiv ist, um sicher zu sein. Es ist sicher zu berühren und sogar sicher zu atmen.

Es ist auch ein sehr wirksames Anästhetikum . Heutige Ärzte in Europa verwenden es, weil es bemerkenswert nebenwirkungsfrei ist, wenn auch ziemlich teuer. Ein paar Atemzüge Xenon und dir wird kalt.

Warum Sauerstoff?

20 % Sauerstoff sind etwa das Niveau, das wir in unserer Atmosphäre haben. Auf diese Weise brennt Feuer immer noch und Eisen rostet in eurer Welt genauso wie auf der Erde.

Warum Stickstoff?

Sie haben genug Kohlendioxid, um Pflanzen wachsen zu lassen, aber sie brauchen N2 in der Luft, um den Stickstoffkreislauf am Laufen zu halten. 15 % sind zu wenig für die stickstoffbindenden Bakterien im Boden, aber Ihre Crew könnte gentechnisch veränderte Bodenbakterien für die Landwirtschaft haben.

Warum Kohlendioxid?

So stirbt man. CO2 ist sehr stabil und inert, aber bei Konzentrationen um 40000 ppm (4 %) wird es ziemlich giftig. Bei diesen Werten liegt es so weit über der Letalitätsschwelle, dass Sie sterben werden, wenn Sie dies einatmen.

Wie funktioniert es?

Eine Astronautin arbeitet an einer neuen Konstruktion für die Planetenbasis, als ihre Atemmaske eine Fehlfunktion aufweist und die Niedrigluftalarme deaktiviert werden. Die Astronautin arbeitet weiter, während ihrer Maske langsam die Luft ausgeht und sie das Zeitgefühl verliert. Als der Tank fast leer ist, erinnert sie der defekte Alarm nicht daran, nachzufüllen, und ohne es zu merken, beginnt sie, die atmosphärische Luft zu atmen.

Nach drei oder vier Atemzügen beginnt sie sich ungewöhnlich schläfrig zu fühlen. Als sie merkt, was passiert ist, hält sie die Luft an, doch das Xenon hat bereits gewirkt. Zwei wackelige Schritte zur Basis später bricht sie bewusstlos auf dem Boden zusammen. Ihr Gehirn, getäuscht von der scheinbar einladenden Luft, nimmt die Atmung wieder auf und nimmt 13-mal mehr Kohlendioxid auf, als sie verarbeiten kann. Anstatt Kohlendioxid aus ihren Lungen in die Luft auszuatmen, diffundiert CO2 aus der Atmosphäre in ihre Lungenbläschen und überschwemmt ihren Blutkreislauf mit Kohlensäure. Ihr Blut-pH-Wert gerät außer Kontrolle und sie stirbt in weniger als einer Minute an einer Kohlendioxidvergiftung.

Vorteile:

  • Keine Schäden an Haut oder Kleidung
  • Tödlich nach wenigen Atemzügen
  • Verhält sich in den meisten Alltagssituationen effektiv genauso wie unsere Atmosphäre
  • Sie können Pflanzen mit minimalen Änderungen anbauen.

Nachteile:

  • Sie müssen erklären, wie zum Teufel die Atmosphäre zu 60 % Xenon wurde. Ein Komet vielleicht, oder er umkreist einen Stern mit viel Xenon?

Bearbeiten : Um das Problem zu klären, woher das ganze Xenon stammt, sind hier ein paar mögliche Quellen:

  • Präsenz im Sonnensystem: Der Planet umkreist einen Stern, der heiß genug brennt, um Xenon zu produzieren (unsere Sonne kann nichts außer Eisen produzieren), ein naher Xenon-reicher Stern ging vor langer Zeit in der Nähe zu einer Supernova über. Das bedeutet, dass es zunächst viel Xenon im Sonnensystem gibt, und seine Stabilität bedeutet, dass das meiste davon herumhängt. Der Planet entstand entweder aus einer Gas- und Trümmerwolke, die Xenon enthielt, das während der Entstehung an die Oberfläche sprudelte, oder erhielt es aus Xenonblasen in porösem Eis und Gestein von Asteroiden- und Kometenbombardierungen. Hierher stammen die meisten unserer atmosphärischen Gase, da sie im Raum um unseren Planeten in Hülle und Fülle vorhanden sind. Solange es Xenon im System gibt, wird der Planet einen anständigen Anteil davon bekommen.

  • Radioaktiver Zerfall: Xenon entsteht durch nuklearen Zerfall aus Jod-135 in unseren Kernreaktoren (dies verursacht tatsächlich Probleme, weil das Gas die nukleare Kettenreaktion blockiert). Das dadurch produzierte Xenon ist radioaktiv instabil, aber es gibt einen anderen Prozess, der Jod-129 in Xenon-129 umwandelt, das sehr stabil ist. Die Halbwertszeit von Jod-129 beträgt 16 Millionen Jahre, also würde ein Planet, der reich an Jod-129 ist, ständig Xenon-Gas produzieren, das an die Oberfläche sprudelt. Dieser Prozess könnte bereits beendet sein, was zu einer Xenon-reichen Atmosphäre führt, selbst nachdem sich der Zerfall auf ein Schneckentempo verlangsamt hat. Jod-129 ist ein übliches Produkt der Kernspaltung, das langsam in der Natur in unterirdischen Uranlagerstätten vorkommt. So produziert eine große Menge Uran unter immensem geologischem Druck langsam Jod-129, das langsam zu Xenon-129 zerfällt,

Quellen:

https://climate.ncsu.edu/edu/Composition

http://www.aragonvalley.com/de/auswirkungen-von-co2-beim-menschen/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17552896

http://anesthesiology.pubs.asahq.org/article.aspx?articleid=1945725

Braucht es so viel Xenon? Xenon ist machbar, viel Xenon sogar, aber ein so hoher Anteil ist extrem schwer zu rechtfertigen.
Die medizinische Konzentration von @Ash beträgt 60-70 Prozent Xenon, der Rest Sauerstoff. Bei weniger kann es Minuten dauern, bis das Anästhetikum einsetzt. Kohlendioxid bringt Sie nicht zum Schlafen, Sie können ein paar Minuten davon überleben und sich in Sicherheit bringen. Das Xenon macht es viel gefährlicher.
Könnten Sie vielleicht ein viel stärkeres Anästhetikum rechtfertigen, das viel geringere atmosphärische Prozentsätze erfordert, das von einigen Planktonarten als Nebenprodukt produziert wird und um das sich die lokalen Arten einfach herum entwickelt haben?
Müssen Sie sich auch eine plausible (geologische? chemische?) Hintergrundgeschichte einfallen lassen, warum so viel von einem seltenen Gas in dieser Atmosphäre im Überfluss vorhanden ist? Würde das nicht auf einen unglaublich radioaktiven Planeten hindeuten? Wie wurde das Xenon synthetisiert?
@NicholasPipitone Die meisten Anästhetika, die wir kennen, sind organische Chemikalien mit vielen Reaktionen, insbesondere aufgrund von Hitze. Sie würden niemals in einer Atmosphäre gefunden werden, weil sie sich alle mit genügend Zeit in CO2 und Methan verwandeln würden. Xenon ist ein Edelgas, also passiert das nicht.
@Ash Als Antwort auf Fragen zur Rechtfertigung des Xenons habe ich einige Quellen bearbeitet.
Tolle Antwort, weil es das tut, was das OP will, selbst bei normalen O2-Werten auf der Erde.
Ich mag diese Antwort, aber beachten Sie, dass die Augen aufgrund dieses CO2 rot und wund werden
Ich bin mir nicht sicher, ob CO2 bei 5000 ppm so schlecht für Sie ist, und selbst die 50.000 ppm sind wahrscheinlich für eine Weile überlebensfähig; die CDC sagt, es verursacht nur eine Vergiftung. Sieht so aus, als ob die CDC sagt, dass IDLH für CO2 40000 ppm beträgt, also ist Ihre Gesamtantwort richtig, nur dieses eine Bit ist ein bisschen daneben. cdc.gov/niosh/idlh/124389.html
@kylesexton Hm, das hatte ich nicht gesehen. Ich werde es bearbeiten, aber Sie haben Recht, dass es die Genauigkeit der Gesamtantwort nicht ändert.

Reiner Stickstoff ist harmlos – außer dass er kein Leben unterstützt. Ein oder zwei Atemzüge schaden nicht, aber Sie werden nicht einmal bemerken, dass Sie ersticken, weil das Kohlendioxid aus Ihrem Blut entfernt wird, als ob Sie Luft atmen würden – aber Sie werden keinen Sauerstoff gewinnen. Sie werden nach drei oder vier Atemzügen bewusstlos umfallen und in vier Minuten sterben (geben oder nehmen Sie die Anstrengung, die vorher vor sich ging, und ob Sie wussten, worauf Sie sich einließen, und den Atem für eine Weile anhalten konnten ). Dasselbe gilt für Stickstoff/Sauerstoff, wenn das Sauerstoffgemisch weniger als etwa die Hälfte dessen auf Meereshöhe auf der Erde beträgt – außer dass es länger dauert, umzufallen und länger zu sterben.

Nun wollten Sie mehr oder weniger "tödlich, aber nicht ätzend". Schwefelwasserstoff ist biologischen Ursprungs, giftiger als Blausäure , und obwohl er einen sehr auffälligen Geruch hat, verlieren Menschen die Fähigkeit, ihn weit unter tödlichen Werten zu riechen, Alarme sind für Konzentrationen von nur 5 ppm erforderlich . Es fordert von Zeit zu Zeit ein Opfer (oder eine Reihe von Opfern) auf einem Fischerboot, wenn die Kühlung im Laderaum ausfällt; Ein Besatzungsmitglied wird nach unten geschickt, um das System zu reparieren, kommt nicht zurück, ein anderes geht, um nach ihm zu sehen, kommt nicht zurück – ich habe gelesen, dass bis zu acht Menschen in einem solchen Szenario starben, bevor jemand erwischt wurde An.

Eine Konzentration von 800 ppm gilt als zu 50 % tödlich, und 1000 ppm (das ist 1/10 von 1 %) ist sofort tödlich – ein Atemzug tötet. Bereits 100 ppm (1/100 von 1 %) gelten als unmittelbar gefährlich – zum Teil, weil dies der Wert ist, bei dem der Verlust des Geruchssinns beginnt. Diese Niveaus können durch Zersetzung in natürlichen Umgebungen gebildet werden, solange es eine Vertiefung gibt, um das schwerere als Luftgas zu sammeln.

Nun bildet Schwefelwasserstoff schließlich durch Oxidation und Kombination mit Wasser (Dampf oder Flüssigkeit) Schwefelsäure, aber dies ist ein langsamer Prozess im Vergleich zu seiner Tödlichkeit.

Etwas Wissenschaft über tödliche Konzentrationen, Reaktionsgeschwindigkeiten usw. ist wirklich erforderlich, um das Hard-Science-Tag zu erfüllen, aber dies ist wahrscheinlich eine gute Idee.
Leider bin ich gerade bei der Arbeit und kann die Konzentrationen für Geruchsverlust, tödliche Konzentration usw. nicht ohne weiteres nachschlagen. Wenn Sie das zur Hand haben, würde ich mich über eine Bearbeitung freuen.
@ash Okay, egal, ich habe es verstanden.
Bei 50 ppm beginnt Schwefelwasserstoff, Gewebereizungen/-schäden zu verursachen, insbesondere wenn es mit salzigen Flüssigkeiten wie Schweiß gemischt wird, sodass es Sie zu verbrennen beginnt, lange bevor eine kurzfristige Exposition Sie töten wird. Die Symptome können mild genug sein, um die Informationen unbemerkt zu lassen Ich kann finden, ist ziemlich vage zu dem Thema.
Bei 50 ppm treibt Sie der Geruch aus der Konzentration, bevor Hautreizungen/Verbrennungen einsetzen. Über 100-150 ppm können Sie es nicht mehr riechen und es vergiftet Sie mit jedem Atemzug; Sie werden wahrscheinlich tot sein, bevor Hautschäden etwas bedeuten.
Außer, dass ich hier ein Gas betrachte, das bei Konzentrationen, die man nicht atmen kann, ohne tot umzufallen, keinen Schaden anrichtet.
Zeiss: @ash hat das eigentliche Ziel in der Frage nicht hervorgehoben (bis zu einem Satz im letzten Absatz der Frage): Sie möchten, dass die Leute in dieser Atmosphäre nur mit Atemschutzmasken herumlaufen, nicht mit vollständigen Anzügen. Ash, ich würde das als mutige Einführung zu dem, was du suchst, sagen. Sehr leicht zu übersehen; Die meisten Menschen sind nicht daran interessiert, das letzte Wort einer Frage zu lesen, bevor sie antworten, wenn sie glauben , den richtigen Eindruck zu haben und bereits antworten zu können.
Ich habe gelesen, dass völlig reines H2S keinen oder nur einen geringen Geruch wahrnimmt. Aus naheliegenden Gründen kann ich dafür keine Gewähr übernehmen. Was stinkt, sind die Schadstoffe H2Se und H2Te und viele organische Schwefelverbindungen wie Mercaptane. Auf der Erde ist es fast unmöglich, Sulfid ohne Spuren von Selenid (und normalerweise Tellurid) zu bekommen. Menschen haben sich wegen einer Tellur-„Vergiftung“ das Leben genommen. Das liegt nicht an der Toxizität, sondern daran, dass sie so widerlich riechen, dass niemand es ertragen kann, im selben Raum zu sein. Jahrelang.
@PeterCordes Ich habe Ihren Kommentar verpasst, als er hochging - die schwefelsaure Säure, die sich durch sofortige Reaktion mit Salzwasser (auch bekannt als Schweiß) bildet, ist sehr schwach; Der Reizfaktor wäre nicht schlimmer als beispielsweise durch aufgewirbelten Sand, hohe UV-Strahlung, übermäßige Trockenheit (Luftfeuchtigkeit unter 2-3 %) – oder Scheuern durch Schutzkleidung. Sie würden nicht länger als ein paar Stunden in Luft mit beispielsweise 500 ppm H2S bleiben wollen, aber andererseits, wie lange hält eine Luftflasche?

Kohlenmonoxid ist eine schöne einfache Sache. Farblos, geruchlos, nicht ätzend, tödlich bei Konzentrationen über 500 (oder ungefähr) Teilen pro Million. Es wird im Laufe der Zeit in einer Sauerstoffatmosphäre zu Kohlendioxid oxidieren, sodass Sie eine biologische Quelle benötigen, um es immer wieder aufzufüllen.

Eher 12.800 ppm für das "Wenn Sie ein oder zwei Atemzüge bekommen" in der Frage, bei dieser Art von Niveau werden die Auswirkungen als Reduktionsmittel äußerst spürbar sein.
Ich weiß nichts über Kohlenmonoxid, aber das Kohlendioxid ist ein Augenreizstoff,

Helium. Es ist sehr inert und wird von Tieftauchern verwendet, um Stickstoff zu ersetzen, da es bei hohen Drücken sicherer ist. Es kann in alle Ihre Gewebe eindringen, ohne Schaden anzurichten. Die einzige Nebenwirkung beim Atmen ist eine komische Stimme.

In einer Atmosphäre aus reinem Helium würde ein Mensch an Asphyxie sterben. Das wäre der einzige Schaden, der durch eine solche Umgebung verursacht wird.

Humorvoll, aber ohne Biosphärenteil der Frage.
Das Hauptproblem hier ist, dass Helium wirklich leicht ist und keinen Druck ähnlich dem der Erde ohne viel mehr Schwerkraft als der der Erde aufrechterhalten wird.
@AdrianHall Druck hängt nicht nur von der Schwerkraft ab. Fügen Sie einfach mehr Gas hinzu.
@Renan Mehr Gas erhöht die Höhe der Atmosphäre, hat aber wenig Einfluss auf den Druck.
@AdrianHall Die Venus hat weniger Schwerkraft als die Erde und ist in Bodennähe 900 atm.
@ Aschedichtere Gase erhalten eine größere Schwerkraft pro Mol, üben aber den gleichen nach außen gerichteten Druck pro m ^ -3 aus. Daher wird eine dichtere Atmosphäre auf ein kleineres Volumen komprimiert, was ihr einen größeren Druck verleiht. Helium ist so leicht, dass wir es ständig verlieren, wenn es in den Weltraum schwebt und langsam diffundiert – es wird sehr schwierig sein, einen erdähnlichen Druck unter Verwendung einer Heliumatmosphäre und der Erdgravitation aufzubauen, da leichte Gase in großer Höhe auch durch Sonnenwinde verteilt werden. Venusluft ist viel dichter als Erdluft.
@AdrianHall "Venusluft ist viel dichter als Erdluft." Genau mein Punkt, atmosphärische Dichte ist seltsam und komplex, sie folgt nicht ganz einer Regel.
@AdrianHall Die Dichte des Gases hat keinen Einfluss auf den Atmosphärendruck. Sie können dichte Gase mit einer dünnen Atmosphäre haben (Beispiel: unser Mond. Seine Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Argon, würde aber als hartes Vakuum angesehen werden) oder leichte Gase mit einer dichten Atmosphäre (Jupiter). Das Festhalten an Gasen ist nur eine Funktion der Austrittsgeschwindigkeit . (Nicht einmal die Oberflächengravitation. Bauen Sie eine Unobtainiumhülle um einen galaktischen Kern und Sie könnten eine atembare Atmosphäre in Nanogravitation auf seiner äußeren Oberfläche haben.)
@LorenPechtel Das Atmosphärenvolumen ist das Gleichgewicht zwischen dem Außendruck des Gases und dem Einwärtszug der Schwerkraft. Erhöhen Sie die Molekülmasse des Gases, und der Einwärtszug nimmt zu, ohne dass der Druck pro inversem Volumen äquivalent zunimmt. Dadurch verschiebt sich das Gleichgewicht, sodass das Volumen kleiner wird. Kleineres Volumen, aber gleiche Gasmenge bedeutet, dass der Druck höher ist. Im Fall von Mond und Jupiter ist die Dichte der Gase irrelevant, da Sie die Schwerkraft um Größenordnungen mehr ändern als die relative Dichte der Gase.
@AdrianHall Der Druck ist auf das Gewicht des Gases oben zurückzuführen, er hat nichts mit der Dichte dessen zu tun, was dich umgibt.
@LorenPechtel Mit Dichte eines Gases beziehe ich mich auf seine Dichte bei Standarddruck, die nur von der Molmasse abhängt. Das Gewicht hängt von der Masse und der Schwerkraft ab; letzteres wird als konstant angenommen. Dichtere Gase wie CO2 im Falle der Venus haben ein größeres Gewicht. Entschuldigung, ich bin es gewohnt, "dichtes Gas" für "Gas mit großer Molmasse" zu verwenden, weil es einfacher zu sagen ist, aber da wir über unterschiedliche Drücke sprechen, ist es eine gute Idee, dies zu klären. Aber es ist die Molmasse, die im Fall von Helium zum Problem führt.
Ein Gramm ist ein Gramm ist ein Gramm. Es spielt keine Rolle, um welches Gas es sich handelt, es trägt den gleichen Druck bei. Eine Wasserstoffatmosphäre wird sich offensichtlich viel weiter ausdehnen als eine Schwefelhexafluoridatmosphäre der gleichen Masse, aber das ist irrelevant.
@LorenPechtel: Betreff: Fluchtgeschwindigkeit: Ein leichteres Gas bei gleicher Temperatur hat eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit seiner Moleküle. (temp = durchschnittliche kinetische Energie, und E = 0.5 * m * v^2, also niedrigeres m => höheres v^2). Helium neigt also dazu, mehr als andere Moleküle (in einer gemischten Atmosphäre wie der Erde) an der Spitze Ihrer Atmosphäre zu entweichen, was zu niedrigen atmosphärischen Konzentrationen führt. Das Halten einer reinen He-Atmosphäre würde bei für Menschen erträglichen Temperaturen viel Schwerkraft erfordern. Aber ja, Sie haben zu 100% Recht, dass eine große Heliumatmosphäre den gleichen Druck haben könnte (bei höheren Molen pro Volumen als bei schwereren Gasen). P=nRT/V

Warte, niemand hat Avatar erwähnt ? Pandora ist genau das, was Sie beschreiben: überlebensfähig, aber tödlich, wenn Sie atmen.

Die Atmosphäre von Pandora ist eine Mischung aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid (> 18 %), Xenon (> 5,5 %), Methan und Schwefelwasserstoff (> 1 %) und ist hauptsächlich aufgrund von etwa 20 % dichter als die Erdatmosphäre hoher Xenon-Anteil ; ein schweres, farbloses, geruchloses und im Allgemeinen reaktionsträges Edelgas. Die hohe Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre von Pandora macht es für Menschen extrem giftig , macht sie in etwa 20 Sekunden bewusstlos und verursacht in etwa 4 Minuten den Tod, wenn sie sich ungeschützt durch spezielle Atemmasken hinauswagen. Der vorhandene Schwefelwasserstoff ist auch ziemlich giftig; Konzentrationen über 1000 ppm (0,1 %) können zu einem sofortigen Kollaps mit anschließendem Atemstillstand führen, selbst nach Einatmen eines einzelnen Atemzugs.

Jemand erwähnte Schwefelwasserstoff, aber es beginnt bei etwa 50 ppm Oberflächenschäden zu verursachen, also ist es als Kandidat zweifelhaft.

Sauerstoff

Sie können reines O 2 nicht lange atmen, nach ein paar Stunden beginnt es, die Lungenbläschen zu zerstören, was zu dauerhaften Lungenschäden führt. Es ist auch sehr giftig für Ihr Nervensystem und kann Anfälle verursachen und Krämpfe und Bewusstlosigkeit erreichen. Tatsächlich ist eine Sauerstoffvergiftung aufgrund des erhöhten Drucks im Körper des Tauchers eine häufige Ursache für Tauchunfälle, und aus Erfahrung kann ich Ihnen sagen, dass es sich wie ein schwerer Kater anfühlt.

90 % O 2 in 2 atm Druck ist mehr als genug, um den Trick zu machen. Es kann zu einem Problem der „öffentlichen Gesundheit“ werden, weil junge Leute aus der Kolonie es als Alkoholersatz versuchen können, weil es dazu führen kann, dass man sich betrunken fühlt.

Bonus: Megafaun, insbesondere Insekten, können in einer sauerstoffreichen Umgebung sehr groß werden.

Nachteile: Feuer, mehr Sauerstoff erhöht das Brandrisiko, da jeder Brennstoff am leichtesten brennt. Holz kann wie Benzin brennen und selbst Dinge, die normalerweise schwer in der Erde zu entzünden sind, werden leicht brennen, wenn genügend Oxidationsmittel vorhanden sind. Stellen Sie sicher, dass Ihr Planet blitzfrei ist.

Ja, riesige Bugs machen diese Option für mich überhaupt nicht beliebt, aber das ist in Ordnung, es macht einen guten Punkt. Dieses Feuerproblem ist so schlimm, dass eine Atmosphäre mit mehr als 35 % O2 mit kohlenstoffbasierter Landflora und -fauna praktisch unmöglich ist. Aber wenn die einzige Photosynthese im Ozean stattfindet, könnte eine überladene Atmosphäre vielleicht eine Sache sein. Es scheint, dass dies zwar ein lustiger Gedanke an Sauerstofftoxizität ist, aber selbst bei sehr hohen Dosen dauert es lange, bis die Menschen eine Wirkung erzielen.
@ash nicht so lange, ich war vor langer Zeit ein Amateurtaucher und je nach Menge kann es Sekunden dauern, bis Sie geblendet und desorientiert werden, außerdem verlieren Sie Ihr Urteilsvermögen, was es gefährlicher macht.
Ja, leider suche ich nach fast sofortigem Material "Du hast deine Maske abgenommen, jetzt gibt es keine Rettung für dich".
Bei 90 % O2 wird trockener Wald in der heißen Sonne Feuer fangen und vollständig abbrennen. Ich bezweifle also, dass es viel Flora geben könnte, zumindest dicht gepackte Flora.
@AdrianHall LOL du hast recht, das große Problem hier ist die Selbstentzündung. Sicher können wir den Sauerstoff senken und ihn dennoch (auf lange Sicht) tödlich machen. Auch wenn es Feuchtigkeit gibt, rosten Eisenlegierungen sehr schnell.
Das ist nicht richtig. Entscheidend ist der Partialdruck des Sauerstoffs, nicht die absolute Konzentration. 100 % molekularen Sauerstoff kann man problemlos überleben, wenn der Partialdruck niedrig ist. Wie auch immer, ich bin mir ziemlich sicher, dass reiner Sauerstoff ein Augenreizmittel ist.
Blitzfrei ist schwierig und auch schade. Die Evolution passt sich jedoch an: Alle Lebensformen haben zusätzlichen Schutz gegen Feuer (dickere Rinde, Haut mit entzündungshemmender Chemie, dickere Schleimhäute in der Lunge und trotzdem genügend Sauerstoff in den Körper bekommen). Der auffälligste Unterschied: Sobald die Rinde verrottet ist, hat man Brennholz, das sich auch in feuchtem Zustand (zu) leicht entzündet und sehr schnell verbrennt.
@toolforger Ich stimme zu, außerdem musst du es auch Meteoritenfrei machen. Oder lebe mit großen Feuern oder mache deine Welt zu einem Ozeanplaneten mit vielen Inseln.
@forest Sicher, es ist alles wegen Partialdruck. Das Apollo-Programm verwendete reinen Sauerstoff in diesen Kapseln und setzte ihm tagelang Astronauten aus, vorausgesetzt, es hatte einen niedrigeren Druck und diese Männer befinden sich in einem sehr guten Gesundheitszustand und wurden in dieser Umgebung trainiert und haben auch andere Gefahren wie Strahlung (und schwere Blähungen) ertragen ). Soweit ich weiß ist Sauerstoff kein augenreizendes CO2. Bitte geben Sie einen Link dazu.
@jean Von ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4925834 zu den Auswirkungen der Sauerstofftoxizität: Augenwirkungen können stärker sein, wenn das gesamte Auge selbst einer hohen Sauerstoffkonzentration und einem hohen Umgebungsdruck ausgesetzt ist, wie in einem Sauerstoffzelt als wenn Hyperoxie über den arteriellen Kreislauf auftritt
@forest Danke für den sehr informativen Link. Aber ich sehe keine Augenreizung als eine der Auswirkungen, aus demselben Link: "Zu den Auswirkungen auf das Auge gehören eine reversible Einengung des peripheren Sichtfelds, eine fortschreitende Myopie, die ebenfalls reversibel ist, und Katarakt."
Von seltsamen Atmosphären - das Überlebensfähige, aber Unatmbare
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