Welche Organe oder Modifikationen waren erforderlich, um einen Baum zu haben, der Energie aus Blitzen oder Elektrizität gewinnt?

Ein Blitz hat im Mittel einen Spannungsabfall im Bereich von$10^9$Zu$10^{10}$V und einem Strom im Bereich von 2 bis 200 kA. Das bedeutet, dass alles dazwischen gehandhabt werden müsste, um es für die zukünftige Verwendung zu speichern$2 \cdot 10^{12}$Und$2 \cdot 10^{15}$W, berechnet durch Multiplizieren des Spannungsabfalls mit dem Strom.

Ich hoffe, Ihnen ist klar, dass diese Zahlen gigantisch sind, sie sind nicht allzu weit von der Sonnenenergie entfernt, die unseren gesamten Planeten trifft ($50 \cdot 10^{15}$W). Der Blitz entsteht, weil die wenigen Kilometer Luft zwischen der Wolke und dem Ort, an dem der Blitz einschlägt, diese Energie lieber freigeben, anstatt sie zu halten.

Darüber hinaus müsste der Mechanismus zum Speichern dieser wahnsinnigen Energiemenge mit der gleichen Zeitkonstante der Blitzentladung wirken, die zwischen 5 und 500 Millisekunden liegt, und in der Lage sein, sie zu speichern, ohne sie wieder freizusetzen (siehe Atmosphäre). .

Ich glaube nicht, dass es möglich ist, dass ein lebender Organismus, der auf Leben basiert, wie wir ihn kennen, mit dieser Menge an Energie umgehen kann, während er lebend daraus hervorgeht.

Wie L.Dutch sagte, Blitze sind super energetisch und jede Pflanze würde ihren Schlag wahrscheinlich nicht überleben. Ich kann mir vorstellen, dass der Wald davon profitiert, dass einige seiner Bäume den Treffer für das Team einstecken und niederbrennen. Hier sind einige Ideen (die möglicherweise nicht realistisch sind):

• Ein Baum könnte so brennen, dass er viele UV-Strahlen ausstrahlt, die den umliegenden Bäumen beim Wachstum helfen würden.
• Wurzeln könnten zu Holzkohle verbrennen, die die umliegenden Bäume ernähren würde.
• Blitzeinschläge könnten den Wald auf irgendeine Weise von einigen baumfressenden Käfern befreien, die sonst ein großes Problem für die Bäume darstellen würden. Wenn es solche Käfer nicht gäbe, könnten die Bäume so anfälliger für sie sein, dass sie mehr von dem haben könnten, wonach diese Käfer suchen.

Wurzeln könnten eine besondere Leitfähigkeit haben. Wenn ein Baum es bekommen würde, würde es immer noch abbrennen, aber auch eine gesunde Menge Strom an andere Bäume senden. Dies wäre an sich kein Vorteil, könnte aber dazu verwendet werden, die enorme Spannung in Werte umzuwandeln, die andere Bäume überleben würden.

• Baumrinde könnte mit einer Schicht bedeckt sein, die sich bei Elektrifizierung selbst verhärtet.
• Diese könnten ein wenig leuchten, ein getroffener Baum könnte umliegende Bäume aufladen , indem er wiederaufladbare Batterien auf Chemiebasis auflädt.

Anstatt sich auf die Dynamik des tatsächlichen Blitzes zu konzentrieren, könnten Sie vielleicht die Mechanismen betrachten, die vor der Entladung und dem Zusammenbruch der Luft auftreten. Licht bildet sich von Wolke zu Wolke, innerhalb von Wolken und von Wolke zu Erde, aber auch von Erde zu Wolke.

Die Feynman-Vorlesungen behandeln elektrische Felder in der Atmosphäre. https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_09.html und weisen Sie darauf hin, dass wir sowieso die meiste Zeit in einem potenziellen Gradienten herumlaufen, also könnten Sie für Ihre Welt nachsehen, wie Sie Extreme davon haben können. Ich denke, die Leute haben versucht, Möglichkeiten zu finden, die von Regentropfen getragene Ladung einzufangen, aber es war nicht sehr erfolgreich.

In Ihrem Fall mit der Vegetation könnten sich, wie in den vorherigen Posts erwähnt, Schutzmechanismen zur Ableitung des eigentlichen Streiks wahrscheinlicher zuerst entwickeln oder möglicherweise noch benötigt werden, um die Pflanze zu schützen.

Wie auch immer, die Aufbauladung tritt nicht sofort auf, also könnte es vielleicht Mechanismen geben, die auf biologischer Zeitskala auftreten.

Elektrische Aale haben spezialisierte Zellen, von denen jede eine Spannung von etwa 100 Millivolt haben kann, und haben dann mehrere tausend dieser Zellen, die zusammengestapelt sind, um Spannungen von 800-1000 Volt mit einer beträchtlichen Stromstärke zu erzeugen, die sich ziemlich schnell entladen können.

Vielleicht könnte es also eine ähnliche zellulare Struktur geben, bei der eine Form der Gleichrichtung auftritt, wenn der Ladungsaufbau auftritt, wodurch eine zellulare batterieähnliche Struktur entweder chemisch oder durch Polarisieren eines Materials aufgeladen werden kann. Oder vielleicht könnte auch eine superkondensatorähnliche Struktur durch die Pflanzenstruktur gebildet werden, dies wäre ein Organ mit sehr großer Oberfläche innerhalb der Pflanze, wo eine leitfähige Nanostruktur mit einem Isolator beschichtet ist. Obwohl Superkondensatoren in unserer Welt auf der Erde eher Niederspannungsgeräte sind. Oder vielleicht ist etwas Gentechnik beteiligt.

Wenn ich dies schreibe, denke ich hauptsächlich an eine nicht erdähnliche Umgebung. Aber auch auf der Erde können Bäume als Stromkreise angesehen werden, und es gibt Menschen, die versuchen, Stromkreise von Bäumen aus mit Strom zu versorgen. (Sie produzieren nicht viel Strom)

Wenn ein Baum irgendwie so manipuliert wird, dass er Rinde bildet, die wie ein Draht oder ein Blitzableiter wirkt (z. B. mit großen Mengen an Eisen oder Kupfer verkrustet), dann kann es einen Weg geben.

Wenn der Baum die Seufzer eines Gewitters, wie die Auswirkungen von Druck und Feuchtigkeit, aufnahm, könnten sie beginnen, große Mengen Kohlendioxid und Wasser direkt unter der Rinde zu speichern. Dann würden sie die Blätter irgendwie schützen (viele Möglichkeiten). Wenn der Blitz in den Baum einschlägt, wird die Energie als Ersatz für Licht im photosynthetischen Prozess verwendet und produziert riesige Mengen an Glukose aus dem Kohlendioxid und Sauerstoff, die er unter seiner Rinde gespeichert hat.

Im Idealfall wäre dieser Baum tatsächlich Teil eines massiven Netzwerks von Bäumen, um die Energie zu verteilen, aber dennoch wird wahrscheinlich der größte Teil der Energie auf den Boden geschickt, um ein Braten des Baums zu vermeiden. Teil eines Netzwerks zu sein, würde den gesamten Prozess lukrativer machen, da die Wahrscheinlichkeit, getroffen zu werden, exponentiell steigen würde.

Ich denke, es gibt ein Problem in Bezug auf evolutionäre Zeitrahmen, da Bedingungen, die anhaltende Gewitter verursachen, sehr selten sind und sehr stark von breiteren klimatischen Systemen abhängen, die sich in evolutionär sehr kurzen Zeiträumen ändern, also ist es so bezweifeln, dass sich ein baumähnlicher Organismus in der verfügbaren Zeit entwickeln kann.

Ich denke, ein Organismus wie dieser, eher ein elektrosynthetischer als ein photosynthetischer Organismus, könnte wirklich nur auf einem Planeten existieren, auf dem Blitzeinschläge eine zuverlässigere Energiequelle sind als Sonnenschein, was meiner Meinung nach auf so etwas wie einen Schurkenplaneten hinweist (dh einen Planeten, der hat aus seinem Heimatsternsystem geschleudert wurde), mit einer dicken, energiespeichernden Atmosphäre(1). Ich glaube nicht, dass diese Organismen insgesamt besonders baumähnlich wären. Ich stelle mir vor, was wir sehen würden, wäre eine Art oberirdische Stabstruktur, um elektrische Entladungen anzuziehen, und unterirdische, ziemlich umfangreiche Strukturen, um die Energie in nutzbare Mengen zu verteilen und die elektrische Energie in chemische Energie umzuwandeln, die dann zwischengespeichert und gespeichert werden kann im Laufe der Zeit verwendet, um die biologischen Funktionen des Organismus aufrechtzuerhalten.

(1) Früher nahm ich an, dass Schurkenplaneten immer eisige, gefrorene Planeten wären, da sie keine Sonne haben, um sie zu erwärmen, aber gemäß neueren Modellen, weil diese Planeten nicht unter den atmosphärenzerstörenden Effekten der stellaren Strahlung leiden , sind sie besser in der Lage, als Sie denken, dicke, heiße Atmosphären im Laufe der Zeit aufrechtzuerhalten.

Es braucht eine interne Batterie, Batterien sind nicht zu komplex und man könnte sich vorstellen, dass es eine biologische Version gibt