Wenn wir ein wirklich großes Loch auf dem Mars graben würden, wie lange würde es dauern?

Wie lange wird voraussichtlich eine 400 km breite, 30 km tiefe Grube (Graben oder Krater) mit einem relativ flachen (aus Gründen der Stabilität) Neigungsgefälle von 20 Grad vom Rand zur Oberfläche der Planetenkruste auf dem Mars vor geologischen und klimatischen Bedingungen bestehen ? Prozesse schließen es.

Die Gesteinsplastizität unter dem Gewicht und Druck der darüber liegenden Felsen ist ein potenzielles Problem, das für mich identifiziert wurde. Ich denke, nur 30 km Tiefe können dies vermeiden, aber ich möchte sicher sein.

Ich würde 41 km Tiefe bevorzugen (da dies uns einen atmosphärischen Druck geben sollte, der ungefähr einer Höhe von 6 km auf der Erde entspricht, wo unsere höchsten Pflanzen wachsen ) und mit einer durchschnittlichen Krustendicke von 50 km dachte, das sollte in Ordnung sein Mir wurde vorgeschlagen, dass sich alles unter 30 km langsam wieder von unten bis zu einer Tiefe von 30 km füllen würde, aber mindestens 30 km sollten uns immer noch unter die Armstrong- Grenze bringen .

Wie lange können wir erwarten, dass die Struktur lebensfähig bleibt und eine Tiefe von mindestens 29 km behält?

Ab wann gilt die Struktur als nicht „lebensfähig“? Wenn es 29 km tief ist? Wenn es 1 km tief ist? Wenn alle Spuren, dass es jemals da war, verschwunden sind? Auf einer sehr pedantischen Ebene ist ein 30 km tiefes Loch nicht 30 km tief, sobald sich etwas Marsstaub am Boden absetzt, aber das ist wahrscheinlich nicht das, wonach Sie suchen.
Warum haben Sie dies hier gefragt, anstatt Physics.SE oder Astronomy.SE? Sicherlich sind sie besser geeignet, um eine solche Frage zu beantworten?
@NuclearWang - sagen wir 29 km, bearbeitet.
@overlord-ReinstateMonica : Weil die eher linken Fragen hier eher einen besseren Empfang bekommen und ich mich in diesem Forum einigermaßen wohl fühle :) aber ja, Physik könnte ein geeigneter Ort sein (und vielleicht hätte ich mir das ansehen sollen wenn es sich um b4-Postings handelt), aber ich bin mir ziemlich sicher, dass Astronomie dies nicht ist.
Ich denke, es baut buchstäblich eine Welt auf ...
@thanby-reinstateMonica: Nun, eine (etwas) bewohnbarere Umgebung in einem kleinen Teil davon zu bauen.
Diese Frage liegt für mich an der Grenze zwischen Worldbuilding und Physik/Technik der realen Welt. Ich habe dafür gestimmt, es zu schließen, aber es ist nervös. Es ist genau die Art von Frage, zu der ich ermutigen möchte, zu anderen SE-Standorten zu wechseln, da sie dort unter ähnlichen Fragen stehen wird. Aber die spezifische Frage ist, dass es mir schwer fällt, eine andere SE-Site vorzuschlagen.
Ich möchte sagen, dass die Lebensdauer von allem, was wir auf einer anderen Welt aufbauen, von Natur aus begrenzt ist, aber mehr davon, wie lange es dauert, bis ein anderer von uns es zerstört. Das Loch wird dauern, bis jemand anderes es füllt!
@SRM-ReinstateMonica Das Hilfezentrum erwähnt dies als themenbezogen: "...umfasst Geographie, Kultur und Kreaturen für die Welt, ganz zu schweigen von Magie und Planetenphysik ..." Im Großen und Ganzen könnte dies als Geographie und Planetenphysik angesehen werden.

Antworten (4)

Da so etwas auf dem Mars nicht existiert, schauen wir uns das beste reale Beispiel für das an, was Sie beschreiben: Ein Krater.

Auf dem Mars

Hellas Planitia ist einer der ältesten und größten Krater auf dem Mars. Es wurde während des Late Heavy Bombardment gebildet, das um 4,1 BYA begann. Mit mehr als 7 km Tiefe ist er einer der tiefsten Krater im Sonnensystem.

Dieser Krater hat fast die gesamte vulkanische Geschichte des Mars, atmosphärische Bedingungen, Erosion durch Wind und Wasser überstanden, wurde sogar von einigen Vulkanen eingeschüttet und ist nach Milliarden von Jahren immer noch so groß. Unter der Annahme, dass Sie eine ähnliche Steigung beibehalten (vielleicht sogar steiler, abhängig von Ihrem Zeitrahmen), könnte Ihre Grube theoretisch so lange bestehen wie die Geschichte des Planeten.

Da Sie auch den atmosphärischen Druck erwähnt haben, ist es erwähnenswert, dass die Atmosphäre am Boden des Kraters bereits 103% dichter ist als an der Oberfläche der umgebenden Topologie.

Bearbeiten basierend auf Kommentaren: Da nichts der beschriebenen Dimensionen im Sonnensystem existiert, schauen wir uns einige Beispiele von Felshängen hier auf der Erde an.

Überirdisch

Trango Towers in Pakistan beherbergt einige der steilsten Felswände der Welt. Sie sind bis zu 7 km hoch und haben fast senkrechte Abhänge, sodass der nach unten gerichtete Druck der Schwerkraft viel bedeutender ist als der nach außen gerichtete Druck des Felsens. Abgesehen davon sprechen Sie von etwas unter der Oberfläche, also schauen wir uns vielleicht ein näheres Beispiel an.

Unter Tage

Der Marianengraben fällt bis zu 11 km unter dem Meeresspiegel ab, mehr als ein Drittel des Werts, den wir anstreben, also sollte er ein anständiges Modell dafür sein, wie diese Dinge in großem Maßstab funktionieren. Untersuchungen des Grabens zufolge weisen die tiefsten Stellen stellenweise noch bis zu 34 Grad Gefälle auf. Bedenken Sie, dass der Graben vollständig unter Wasser liegt, massiven erosiven Strömungen und heftigen Erdbeben ausgesetzt ist und seit 180 Millionen Jahren überlebt hat und zählt.

In Summe

Solange Sie sich an ein Gefälle von ~ 30 Grad halten (um sehr, sehr sicher zu sein), denke ich, dass jede Tiefe, die die Kruste nicht bricht, in Ordnung wäre. Achten Sie nur darauf, auch die Temperatur in dieser Tiefe zu berücksichtigen, da Sie sich dem Mantel nähern.

Wir können Hellas Planitia sicherlich als plausibles Argument dafür verwenden , dass Erosion durch Wetterereignisse und das Auffüllen mit Staub ein unwahrscheinliches Problem darstellen, aber es sind nur 7 km (weniger als 25% der Zieltiefe), also weniger nützlich, um zu sagen, dass Felsen am Grund von sind Die Kraterwand wird nicht wie Kitt durch das Gewicht des ganzen Gesteins darüber gedrückt.
Ich habe die Antwort ein wenig erweitert, um das für Sie abzudecken. Es ist schwierig, eine genaue Antwort zu geben, da so etwas nicht existiert, also habe ich mein Bestes getan, um aus dem, was wir wissen, zu extrapolieren.
Es gibt einen Unterschied zwischen 11 km und 30 km - Manteldruck. Das Hauptproblem hier ist 400 km Breite - die Mitte würde sich erheben oder einen großen Vulkan haben. Mars ist damit nicht so schwer, aber 10-20 km Höhenunterschied im Durchschnitt sind selbst dafür ein Maximum.
@ksbes Hast du eine Art Quelle für deine Informationen? Ein Teil des Problems, das ich hatte, war, Beispiele für ein so tiefes Loch zu finden, geschweige denn, was damit passieren würde.
@Ich habe einige Artikel über "harte" Geologie (auf Russisch) über Plattenbewegungen und warum Planeten kugelförmig sind gelesen. Da ich kein Spezialist bin - fast alles, was ich verstehen kann, ist in meinem Kommentar -, können Planeten im großen Maßstab nicht von der Kugelform abweichen. Per Definition eines Planeten.
Sie sagen also, dass es tektonische/vulkanische Aktivitäten geben würde, die es wieder auffüllen würden? Für das, was es wert ist, gab es auf dem Mars schon sehr lange keine tektonischen Aktivitäten: en.wikipedia.org/wiki/Tectonics_of_Mars

Valles Marineris erreicht eine Tiefe von 11 km, während Olympus mons eine Höhe von 25 km erreicht, zusammen bilden sie die Lücke, die Sie sich vorstellen.

Olympus mons soll 200 Millionen Jahre alt sein, während Valles Marineris 3 Milliarden Jahre zählen soll. Daher scheint die untere Grenze für die Existenz eines solchen Höhenunterschieds bei mindestens 200 Millionen Jahren zu liegen.

OP scheint besorgt über den atmosphärischen Druck am Boden der Grube zu sein. Leider wird ein Berg neben einem Tal den Druck am Talboden nicht erhöhen.
Die jüngsten Lavaströme auf Olympus Mons sind nur etwa 2 Millionen Jahre alt, daher glaube ich nicht, dass man die Zeit, in der der Berg noch wuchs, wirklich für die Langlebigkeit eines statischen Lochs zählen kann.
Ich habe verstanden, dass die Valles Marineris "bis zu" 7 km tief und der Olympus mons "fast" 22 km hoch sind?
@NuclearWang: Es wurde 'während der hesperischen Periode des Mars' gebildet, die vor (@mindestens) 2000 Millionen Jahren endete & " Nach einigen Schätzungen " war der letzte Ausbruch vor 25 Millionen Jahren, was ich mit ein paar Suchen bekommen habe? : Wir existieren als Spezies erst seit 300.000 Jahren oder weniger, also würden 25 Millionen gut ausreichen, denke ich (mehr würde sehr gut ausreichen ), selbst Ihre 2 Millionen würden zur Not reichen, wenn ich nicht mehr bekommen könnte .
Aber sie sind nicht nebeneinander, also kann ich sie nicht zusammenbauen und das verwenden, um zu behaupten, dass Felsen mit 39 km Felsen darauf nicht wie so viel feuchter Kitt in einen verfügbaren Raum gequetscht werden Olympus Mons allein kann verwendet werden, um zu zeigen, dass mit einem angemessen flachen Gefälle eine bis zu 22 km tiefe Struktur auf dem Mars machbar ist und viele Millionen Jahre überdauern sollte, 8 km von meinem Ziel entfernt, aber immer noch gut :)

Was ich mir hätte ansehen sollen, ist das Geoid des Mars und die Tiefe von ihm bis zum Mantel

Die Dicke der Kruste variiert zwischen 50 km und 22 km aufgrund der Geographie und Merkmale (Gesteinsschichten) über dem Geoid, während der Abstand von ihr zum Mantel einigermaßen gleichmäßig sein sollte.

Ich nehme an, das vermeintliche Geoid des Mars ist die Höhe, die zur Messung der atmosphärischen Dichte verwendet wird.

Laut einigen Quellen ist die Kruste des Mars an ihren dünnsten Stellen 10 km dick, was vermutlich an den Stellen zu finden ist, die am weitesten unter dem Geoid liegen, wie der Hellas Planitia ... was bedeutet, dass der Mantel etwa 17 km unter dem Geoid liegt und möglicherweise wir kann ohne Lavaströme nicht viel tiefer als 7 km gehen.

Die Kruste unter Hellas Planitia ist also wahrscheinlich nur 10 km dick.

Ich habe diese KSP-kompatible Mars Heightmap gefunden

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

& diese Karte der Topographie des Mars (nützlich, da Sie Merkmale vergrößern und verkleinern können)

Die interaktive Marskarte unten auf der Seite „Atmosphere of Mars“ von WikipediA ist ebenfalls nützlich, da sie Merkmale benennt, auf die Sie den Mauszeiger bewegen, und Sie direkt zu ihrer Seite verlinkt, wenn Sie darauf klicken.

Ich denke, das bedeutet, dass ein 30 km tiefes Loch entweder direkt durch die Kruste in den Mantel springt oder fast unbegrenzt gut ist, je nachdem, wo Sie es graben.

Es bedeutet auch, dass wir wahrscheinlich nicht viel mehr als ein paar Kilometer über 7 km hinaus eine Tiefe unter dem atmosphärischen Standarddruck des Mars erreichen können, ohne Gefahr zu laufen, Magma zu bekommen Der Mount Everest (der höchste Punkt der Erde hat 4,89 PSI) ist wahrscheinlich nicht so gut, wie wir es auf dem Mars erreichen können, indem wir Löcher graben ... nicht das, was ich gehofft hatte.

Mars hat einen Mantel? Ich dachte, es wäre durchgefroren, weshalb es kein Magnetfeld und keine Plattentektonik mehr hat?
@ nick012000: iirc das Fehlen eines Magnetfelds ist auf das Fehlen eines inneren Kerns zurückzuführen, der mit dem äußeren Kern interagiert?
@nick012000 Heiß oder kalt in einer bestimmten Tiefe sollten die Felsen eine gewisse Plastizität und schließlich eine gewisse Fließfähigkeit und eine höhere Temperatur haben, einfach aufgrund des Gewichts und des Drucks des Felsens darüber. Wenn Sie eine bestimmte Tiefe unterschreiten, bedeutet dies, dass die Felsen darunter zusammengedrückt werden in ein Loch oder einen Krater, um es von unten nachzufüllen, wie so viel feuchter Kitt, der in einen Eimer mit einem Loch im Boden fließt. Ich nehme an, dies beginnt etwa 7 km unter dem Geoid, teilweise weil es auf dem Mars nichts tieferes gibt & so viele Krater in dieser Tiefe scheinen Vulkane in der Mitte zu haben (wo sie am tiefsten sind).
@ nick012000 : Siehe auch Antworten auf diese Astronomy SE-Frage " Wie hoch ist die Temperatur 55 km unter der Marsoberfläche? " 330 ° C laut der vom OP gewählten Antwort ist zugegebenermaßen die kühlste Lava aus geschmolzenem Gestein, die Sie auf der Erde fließen sehen 700° C, also entsteht vielleicht keine echte Lava? & Ich sollte es vielleicht bearbeiten, aber abgesehen davon, dass der Mars nicht durchgehend kalt ist, deuten Modelle auf einen sehr heißen geschmolzenen Eisenkern hin.

Ein möglicher Nebeneffekt: Durch die Verdrängung so großer Materialmengen könnte sich die Rotationsachse des Planeten spürbar verschieben. Es wird angenommen, dass es tatsächlich auf unserem Mond passiert ist, weil Vulkanismus das Material bewegt hat.

Es sollte also nicht planlos vorgegangen werden. Wenn der künstliche Krater dadurch nach der Ausgrabung näher am Pol landet, wird er ein kälteres Klima haben als geplant. Schlimmer noch, wenn die Rotationsachse destabilisiert ist und zu präzedieren beginnt, große Temperaturschwankungen. Ich bin mir nicht sicher, ob eine planetare Präzession mit einem kurzen Zeitraum von wenigen Jahren mathematisch machbar ist, aber in einer Geschichte, warum nicht.