Was ist der tiefste Ort auf dem Mars? Brauchen Menschen dort Druckanzüge?

Gibt es ein bestimmtes tiefes Gebiet, einen Graben, eine Spalte, eine Lavaröhre oder einen anderen Ort auf dem Mars, in dem eine Person nur mit Sauerstoff überleben könnte? Wie tief müssten Pflanzen oder Tiere auf dem Mars sein, um nicht unter Druck gesetzt oder isoliert zu werden?

Antworten (2)

Zu

Oder wie tief müsste man auf dem Mars sein, um keinen Druckanzug zu brauchen?

und beginnend mit den Werten von @Rob und der Maßstabshöhe von Planetery-Science.org von etwa 10,8 km, um zumindest grob eine Antwort zu geben:

altitude (km)   pressure (kPa)
  -7.15             1.16
   0.               0.6
  25.               0.03

P ( h ) = P 0 exp ( h h 0 h s c a l e )

Ich bekomme eine Höhe von -25 Kilometern, damit der Druck ungefähr die in @Robs ausgezeichneter Antwort beschriebene Armstrong -Grenze erreicht .

Das heißt aber nicht, dass ich das befürworten würde!

Bearbeiten: Basierend auf @ Uwes Kommentar habe ich die Darstellung auf -38 km Höhe erweitert, wo der Druck etwa 20 kPa erreicht, ein etwas menschenfreundlicherer Druck als die absolute Armstrong-Grenze.

Anmerkung: Ich habe die beiden höheren Druckpunkte für die Extrapolation gewählt, Abweichungen vom einfachen Skalenhöhenverhalten können dort oben schlimmer sein. Idealerweise würde man ein Temperaturprofil schätzen und daraus eine temperaturabhängige Skalenhöhe als zumindest einen Schritt in die richtige Richtung generieren. Nichtsdestotrotz wird die Antwort mehrere zehn Kilometer unter der Oberfläche bleiben.

geschätzter Druck versus Höhe auf dem Mars

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

hscale    = 10.8  # km
kms, kPas = np.array([-7.15, 0.0, 25.  ]), np.array([ 1.16, 0.6,  0.03])
P0, h0    = kPas[0], kms[0]
alts      = np.arange(-38, 25.)
pressures = P0 * np.exp(-(alts - h0) / hscale)

if True:
    plt.figure()
    for i in range(2):
        plt.subplot(1, 2, i+1)
        plt.plot(kms, kPas, 'ok')
        plt.plot(alts, pressures)
        if i == 0:
            plt.yscale('log')
            plt.ylabel('pressure (kPa)', fontsize=16)
        else:
            plt.title('fitted region (linear)', fontsize=16)
            plt.xlim(-10, None)
            plt.ylim(None, 1.5)
        plt.xlabel('altitude (km)',  fontsize=16)
    plt.show()
Was stellen die Punkte dar?
@Muze Die drei Datenpunkte im Diagramm sind die drei Datenpunkte in der Tabelle. Die in sehr großer Höhe passt nicht so gut, da die Skalenhöhe eine einfache Annäherung ist und für die äußere Atmosphäre nicht gut funktioniert.
Tatsächlich stammen diese Werte von diesen Links, vorbehaltlich von Fehlern, die mit diesen Orten verbunden sind. Aber hey, @GdD dachte, es müsste "größer als größer als 10 Meilen" sein ... Zum Glück wurde es nicht falsch gemacht . Wenn sie auf der Erde nicht so weit nach Gold graben können, werden sie auf dem Mars nicht so weit nach "S03E01 061 Spock" graben. -- Danke, dass Sie ein Diagramm erstellt haben, ich habe keinen Gleichungslöser auf meinem Telefon. Gut gemacht.
@Rob In der Tat! Das ist einer meiner absoluten Favoriten. Ich erinnere mich, dass ich mich schon als Kind gefragt habe, was dieses „Tick-Tick-Tick“-Geräusch ist.
Die Frage nach dem Überleben beim Atmen von Sauerstoff ohne Anzug, aber das Überleben an der Armstrong-Grenze ist nur eine Frage von wenigen Minuten. Der Sauerstoffpartialdruck in einem Passagierflugzeug ermöglicht ein unbegrenztes Überleben gesunder Menschen. Das würde einen Druck von etwa 0,16 bar oder 16 kPa erfordern. Würden Sie Ihre schöne Grafik bitte auf eine Obergrenze von 20 kPa erweitern?
@Uwe danke! Wie ist das?
@uhoh: Das ist sehr gut, vielen Dank!
@uhoh Warum ist die Kurve linear, wenn die Atmosphäre nicht linear mit der Höhe skaliert?
@Antzi plt.yscale('log’)lässt das exponentielle Verhalten meines einfachen Skalenhöhenmodells linear erscheinen.
@uhoh ich verstehe :) So sehr ich die Log-Skala mag, gefällt mir die gekrümmte Version besser (auch wenn sie weniger präzise ist)
@Antzi frag und du sollst empfangen! Um den extrapolierten Druck bei -38 km gemäß Uwes Vorschlag zu demonstrieren, habe ich das Log-Diagramm unverändert beibehalten, aber nur für die Region mit höherem Druck ein lineares Diagramm hinzugefügt. Jetzt ist für jeden etwas dabei!

Gibt es bestimmte tiefe Bereiche des Mars, in denen ein Mensch ohne Druckanzug nur mit Sauerstoffversorgung überleben könnte?

Nein.

Hellas Planitia ist der tiefste Punkt auf dem Mars, der Beckenboden ist etwa 7.152 m (23.465 ft) tief und der Druck beträgt 1,16 kPa (0,168 psi). Der durchschnittliche Oberflächendruck des Mars beträgt 0,6 kPa (0,087 psi). Der höchste Punkt, Olympus Mons, hat eine Höhe von fast 25 km (13,6 mi oder 72.000 ft) und einen Druck von 0,03 kPa (0,0044 psi) – Sie würden also über 10 Meilen graben – die tiefste Mine der Erde ist 2,5 Meilen .

Die Armstrong-Grenze beträgt 6,25 kPa (0,906 psi).

Siehe Wikipedias „ Armstrong Limit “:

„Die Armstrong-Grenze oder Armstrong-Linie ist ein Höhenmaß, oberhalb dessen der atmosphärische Druck so niedrig ist, dass Wasser bei der normalen Temperatur des menschlichen Körpers kocht. Menschen können oberhalb dieser Grenze in einer drucklosen Umgebung absolut nicht überleben; über der Erde beginnt dies 18- 19 km (59.000-62.000 ft) über dem Meeresspiegel und ist nach dem General der US-Luftwaffe, Harry George Armstrong, benannt, der dieses Phänomen als erster erkannte.

Bei oder über der Armstrong-Grenze werden exponierte Körperflüssigkeiten wie Speichel, Tränen, Urin, Blut und die Flüssigkeiten, die die Alveolen in der Lunge benetzen – aber kein vaskuläres Blut (Blut im Kreislaufsystem) – ohne Ganzkörperdruck verdampfen Anzug, und keine Menge an atembarem Sauerstoff, die auf irgendeine Weise zugeführt wird, wird das Leben länger als ein paar Minuten erhalten.

Das ist nah dran @Rob, ich bin nicht zufrieden damit als Antwort, da die Menschen an der Armstrong-Grenze immer noch nicht lange überleben können, da nicht genug Sauerstoff vorhanden ist. Sie sterben sehr schnell darüber und etwas weniger schnell darunter. Menschen können auf dem Gipfel des Everest überleben – kaum, und das sind 30 kPa. Dein Loch müsste tiefer sein.
@GdD: Nur gesunde, trainierte und höhenangepasste Menschen können für eine sehr begrenzte Zeit auf dem Gipfel des Everest überleben. Viele Bergsteiger starben dort.
Nur um auch zu erwähnen, das tiefste Loch, das jemals auf der Erde gegraben wurde, ist 7,5 Meilen tief: Kola Superdeep Borehole auf Russisch 9 Zoll breit. Viel Glück beim Graben tiefer als auf dem Mars :P. Auch diese Armstrong-Grenze ist erschreckend ...
@GdD: An der Armstrong-Grenze ist überhaupt kein Sauerstoff in der Lunge, die Lunge ist mit reinem Wasserdampf gefüllt. Der Dampfdruck von Wasser bei Körpertemperatur ist gleich dem Umgebungsdruck. Zum Überleben ist ein Sauerstoffpartialdruck in der Lunge von etwa 0,16 bar notwendig.
@GdD Die Frage besagt ausdrücklich, dass nur nach Druck gefragt wird, und geht davon aus, dass die Person über eine Sauerstoffversorgung verfügt.
Abgesehen von der Schwierigkeit, die Ausrüstung zum Mars zu bringen, scheint es, als wäre es einfacher, tief zu graben als auf der Erde. Nicht genug, um hier zu helfen!
Tatsächlich ist der tiefste Bohrer der Erde 12.262 Meter (40.230 Fuß; 7.619 Meilen) des russischen Kola-Bohrers.
Das Kola -Bohrloch hat einen Durchmesser von 9 Zoll , die tiefste Mine ist immer noch das, worauf ich in meiner Antwort verwiesen habe. Die Frage lautet ausdrücklich: in which a person could surviveIch bezweifle, dass sie vorschlugen, ein Baby in das Loch fallen zu lassen. Ein praktischer Raum erfordert genügend Fläche zum Wohnen, wie z. B. den Durchmesser eines Raumfahrzeugs, einer Taucherglocke oder eines U-Bootes. Ein Loch mit einem Durchmesser von 9 Zoll ist nicht praktikabel, um einen Erwachsenen nach unten zu schicken und ihn dort für eine gewisse Zeit leben zu lassen.