Wie entwickeln Unterwassergesellschaften den Bergbau?

Sie haben eine Unterwasserzivilisation, seien es Wassermenschen, Oktopusmenschen, teilentwickelte Menschen oder nicht. Eine Sache, die immer als eine Notwendigkeit in der Entwicklung jeder Gesellschaft angesehen wird, ist der Bergbau.

Das Problem ist, dass Wasser schnelle, schneidende Bewegungen durch Reibung ablenkt und verlangsamt. Je tiefer Sie sind, desto mehr Druck und desto weniger Geschwindigkeit können Sie Ihrem Schwung verleihen.

FRAGE: Wie schwingt man also eine Spitzhacke unter Wasser mit genügend Kraft, um an das gewünschte Erz zu gelangen?

Wie entwickelt man eine Unterwassergesellschaft, die Bergbau betreibt und Bergbau nutzt, um ihre Gesellschaft so weiterzuentwickeln, wie es der Mensch an Land getan hat?! Ohne gleich von Anfang an von einem technischen Ausgangspunkt auszugehen und einfach zu sagen, dass sie einen Bohrer verwendet haben.

Noch heute erfolgt der Bergbau größtenteils durch Ausgrabungen mit leicht verbesserten „Spitzhacken“ und Dynamit.

EDIT ~ Für Interessierte. In meinem Szenario habe ich teilweise Menschen angepasst, die über ein Wissen auf mittelalterlichem, bestenfalls Renaissance-Niveau verfügen, wie man an Land (und darunter) abbaut. Also muss ich herausfinden, wie sie ihre Techniken auf Unterwasser umstellen würden. Sie haben Schutz vor Wasserdruck und -temperaturen und können atmen. Sie haben immer noch voll geschickte Finger (kein Gurtband) ~

Bohrer sind nicht übermäßig komplex, zumindest manuelle Bohrer sind es nicht, also wären sie eine eindeutige Möglichkeit, um mit dem Bergbau unter Wasser zu beginnen.
"Je tiefer Sie sind, desto mehr Druck und desto weniger Geschwindigkeit können Sie Ihrem Schwung verleihen." Nein. Alles, was zählt, sind Dichte und Viskosität, und beides variiert nicht stark mit der Wassertiefe.
@WhatRoughBeast, ist das so? Ich dachte, es würde mehr Reibung geben, die Schaukeln / Armbewegungen usw. verlangsamt. Wenn Sie schwimmen, bewegt es sich langsamer, aber Sie gleiten aufgrund Ihrer Aktionen viel weiter durch das Wasser. Oder bringe ich wieder Begriffe durcheinander?
@WhatRoughBeast, ich muss jetzt auch eine Art Geschirr-Rig hinzufügen, damit mein Spitzhacke-Weiling-Miner nicht nach oben schießt, als Reaktion auf die Kraft, die durch die auf die Oberfläche treffende Schaukel freigesetzt wird!
@EveryBitHelps Menschen gleiten weiter, weil wir ungefähr die gleiche Dichte wie Wasser haben, also haben wir beim Schwimmen keinen Kontakt mit dem Boden. Wenn wir im Wasser genauso schwimmfähig wären wie in der Luft, würden unsere Bewegungen im Wasser kürzere Strecken zurücklegen, weil Wasser mehr Reibung als Luft hat.
Das Problem mit technologisch fortgeschrittenen Zivilisationen, die ausschließlich im Wasser leben, ist, dass sie sehr wahrscheinlich nie herausfinden werden, wie man Metalle herstellt, was vermutlich mit einem neugierigen Höhlenmenschen, einer Menge zerkleinerter Steine ​​​​und einem Feuer begann. Das Feuer ist hier das Schlüsselwort. Eine amphibische Spezies, die an Land geht, um zu schmieden und zu experimentieren, könnte besser abschneiden als eine, die unter Wasser feststeckt.
@logan, ich glaube, diese vorherige Frage kann einen Teil der Idee beantworten, dass „Feuer notwendig ist“ worldbuilding.stackexchange.com/questions/31175/… . Außerdem haben Sie unter Wasser andere Wärmequellen, und wenn Luft oder Sauerstoff für die Oxidation und Umwandlung von Metallen während des Schmelzprozesses benötigt wird, können Sie immer eine Luftblase in einer Unterwasser-Grotte der Schmiede sammeln :)
Even today most mining is done by excavation weilding slightly improved pickaxes- das ist völlig falsch. Bohren ist Schleifen, was ein völlig anderer Prozess ist als das Schlagen mit der Spitzhacke. Bohren und Schleifen wird oft mit Schlamm durchgeführt, also ist es unter Wasser noch einfacher.
@Agent_L, ich dachte an die tiefen Goldminen in Südafrika, wo sie eine Kombination aus Handbohrern und Presslufthämmern verwenden, um das Gestein herauszumeißeln, das an der Oberfläche sortiert werden soll. Sie haben genug Probleme, das Grundwasser fernzuhalten, ohne mehr Wasser als Gülle hinzuzufügen. Aber trotzdem guter Punkt!
@EveryBitHelps Und ich habe mehr über Kanaltunnel und Ölbohrungen nachgedacht : ) Aber beachten Sie, dass wir zwar nicht gerne in unseren Minen ertrinken, eine wasseratmende Spezies Lufteinschlüsse dagegen als Problem betrachten würde. Außerdem würde eine vollständige Befüllung mit Wasser dazu beitragen, die Struktur der Mine aufrechtzuerhalten, genau das, was wir mit unseren verlassenen Minen tun.
@Agent_L, ich muss wieder in die Unterwasser-Denkweise zurückkehren!!! Völlig wahr. Das ist das Problem damit, wie wir uns an Land entwickelt und entwickelt haben, und zu versuchen, es unter Wasser anzuwenden!

Antworten (8)

Diese Antwort von TechZen gibt viele Einblicke in die Technologie einer Unterwasserzivilisation. Konkret zu deiner Frage:

Werkzeuge unter Wasser wären ganz anders, als wir sie uns vorstellen. Zum Beispiel einen Hebel wie einen Hammer oder eine Axt zu schwingen, ist unter Wasser nicht effizient, weil der Wasserwiderstand alle Energie raubt. Außerdem wirbeln schnelle Bewegungen mit hoher Energie Schlick auf und erzeugen Vibrationen, die die eigene Position telegrafieren.

Stattdessen wären Schleifen, Harken und Bohren an der Tagesordnung. Sich wiederholende Bewegungen über kurze Entfernungen würden besser funktionieren als sich schnell bewegende Hebel. An die Stelle von Messern und Sägen könnten Wasserstrahlen mit oder ohne eingespritzte Schleifmittel treten.

Und

Moderne Menschen existierten mindestens 40.000 Jahre vor den ersten Metallen, und die Zivilisationen Mesoamerikas bauten riesige Städte, ohne Metalle für etwas anderes als Dekoration zu verwenden. Metalle sind für die Technik nicht notwendig. Die hauptsächliche Verwendung von Metallen war als Keile verschiedener Formen, z. B. Messer, Pflüge usw., aber da langsame Bewegungen wie Sägen, Schleifen, Harken usw. die primären Mittel zum Übertragen von Energie sind, wäre ein Keil nicht ganz so wichtig. Hydraulischer Druck konnte bei Bedarf Keile ersetzen, insbesondere wenn Geschwindigkeit nicht so wichtig war.

Aber eine aquatische Spezies könnte mithilfe der Elektrochemie eine Metallurgie entwickeln, die im Meerwasser einfacher zu entwickeln wäre, insbesondere wenn sie von Anfang an über elektrische Feldsinne verfügt. Magnesium ist in Meerwasser reichlich vorhanden und selbst mit primitiven Elektroden leicht zu extrahieren.

Beide obigen Passagen werden aus der von mir verlinkten Antwort zitiert. Nachdem ich diese Antwort gelesen habe, glaube ich nicht, dass sich eine Unterwasserzivilisation mit dem Bergbau beschäftigen würde. Wenn sie es täten, würden sie aus genau dem Grund, den Sie beschrieben haben, keine Picks verwenden. Ein Wasserstrahl oder Bohrer (nicht elektrische Handbohrer können so einfach wie Spitzhacken sein) würde länger dauern, aber die Arbeit erledigen.

Ich möchte darauf hinweisen, dass das Dampfzeitalter und das Studium der Thermodynamik ein Ergebnis der Aufgabe waren, Wasser aus Bergwerken fernzuhalten. Vielleicht werden sie die mechanische Technologie nicht auf die gleiche Weise entwickeln.

Aber die Verwendung von Lufteinschlüssen zur Erleichterung des Bergbaus könnte ihr Ansatz sein. Eine Luftblase, die gerade ausreicht, um eine Axt hineinzuschwingen, wobei man sich davon „abgewandt“ hält; Später wurde festgestellt, dass Kavitation, Druckunterschiede und schließlich Explosionen auf der Grundlage von „Air Tech“ verwendet werden können.

Und wenn wir schon von Kavitation sprechen, denken Sie an die Fangschreckenkrebse . Sie können mit einem geeigneten Gerät unter Wasser zuschlagen und dem Gesicht auf ganz andere Weise Schaden zufügen . Hier ist ein gutes Video darüber , das einen Teil der Wissenschaft dahinter vereinfacht.

Wie also schwingt man eine Spitzhacke unter Wasser mit genügend Kraft, um an das gewünschte Erz zu gelangen?

Sehr kurzer Bewegungshub mit sehr hoher Beschleunigung. Die Technik besteht darin, Kavitation im Wasser zu induzieren, nicht die Oberfläche zu hämmern. Es braucht also keine riesige Masse wie ein Hammerkopf. Die Hohlräume implodieren und können eine intensive Schockwelle erzeugen. Stellen Sie sich statt eines langen Hebels wie unserer Axt eine kleine Schleuder mit einer Aufziehfeder vor, um gespeicherte Energie über den kürzestmöglichen Hub zu liefern.

vorstellen:       plus  Schleuder Mausefalle

Nett. Ich glaube, ich muss meiner Geschichte ein paar „Daumenspalter“ hinzufügen!
Stimme für die Erwähnung von Fangschreckenkrebsen zu
Ich denke, das ist eigentlich die beste Antwort bisher. Ich wünschte, ich könnte aufgrund der Erwähnung von 1-2-3-Tod (AKA Fangschreckenkrebse) eine zweite positive Bewertung abgeben.
@Renan, ich habe die akzeptierte Antwort ausgewählt, bevor JDlugosz die letzte Hälfte seiner Antwort bearbeitet hat. Ich habe seine Antwort positiv bewertet, da ich zustimme, dass sie sehr gut ist. Ich denke immer noch, dass die verknüpfte Antwort von AJMoons eine Menge Antworten/Erklärungen/Alternativen sowohl zum Unterwasserbergbau als auch zu anderen verwandten Themen bietet.
@EveryBitHelps Es ist möglich, Ihre Auswahl der akzeptierten Antwort zu ändern. Das ist die Gefahr, zu schnell zu akzeptieren, besonders hier! Sie sollten mindestens 24 Stunden warten, damit jeder die Möglichkeit hat, zu antworten. Alle bereits akzeptierten Antworten können andere vom Posten abhalten. Aber das ist nicht wie ein typisches SE mit harter Antwort, bei dem Sie wissen wollen, warum der Server abstürzt oder so; Sie wollen eine Vielzahl von Ideen.
Upvote für Fangschreckenkrebse. Und obligatorischer Oatmeal-Comic: theoatmeal.com/comics/mantis_shrimp
using air pockets to facilitate mining might be their approachDas scheint eine Strecke zu sein, um es einer wasseratmenden Rasse zu ermöglichen, unsere Technologie anzupassen. Wir füllen Minen nicht unbedingt mit Wasser, damit wir sie leichter abbauen können. Wir beabsichtigen auch nicht, für unsere beginnenden Tiefseebergbaubemühungen Luft von der Oberfläche herunterzuholen. Es wäre außerdem sehr schwierig, große Luftmengen weit unter die Oberfläche zu bewegen, verglichen mit dem Aufwand von Techniken, die für den Unterwassereinsatz geeignet sind.

Die Schuppenschnecke ist eine Meeresschnecke, deren Schale aus Eisen besteht. Ernsthaft . Es hat auch Eisenschuppen im Fuß.

Du musst kein Eisen abbauen, wenn du sie zu kleinen Kerlen züchten kannst. Du isst das Fleisch, dann riechst du die Schale.

Andere Materialien wie Silber und Kupfer erfordern möglicherweise etwas Kreativität. Verwenden Sie zum Beispiel Chemie, um Oberflächengold (in diesem Fall der Meeresboden) von seinem Substrat zu trennen. Oder Sie könnten Oberflächenerze sprengen, um sie vom Substrat zu trennen, aber seien Sie vorsichtig, da jede Explosion unter Wasser einen viel größeren Explosionsradius hat, da Wasser weitgehend inkompressibel ist.

Das werden verdammt viele Schnecken! Denken Sie an das Schneckenzuchtprogramm, das damit verbunden wäre!
@EveryBitHelps Offensichtlich würden Sie selektiv nach Schalengröße züchten. Wenn Menschen Wölfe in Bernhardinerhunde und Chihuahuas verwandeln können, kann ein ähnlich intelligentes Unterwasserlebewesen definitiv kleine Schnecken in der Größe von Hummer züchten.
@Nzall, bitte hör auf. Ich bin bei der Arbeit! Ich weiß, dass ich ein Bild von einem Schneckenhirtenjungen habe, der einer Riesenschnecke nachläuft/schwimmt, die eine Pause von der Herde macht! »Zurück«, sage ich. Komm zurück!'
@EveryBitHelps Toll, jetzt hast du mich mit diesem mentalen Bild auch bei der Arbeit zum Kichern gebracht.
Die Schale dieser Schnecken besteht nicht aus Eisen, sondern aus Eisensulfiden – im Wesentlichen ein sehr minderwertiges Eisenerz.

Nun, hydrothermale Quellen auf dem Meeresboden spucken ein chemikalienreiches Gebräu aus, das viele Mineralien enthält. Tatsächlich haben Unternehmen bereits über Tiefseebergbau nachgedacht. Die Temperaturen in diesen Schloten (etwa 400 °C oder 750 °F) wären wahrscheinlich auch für grundlegende Schmelzvorgänge hoch genug.

Wenn Ihre Gesellschaft natürlich auf einem Planeten existiert, auf dem auch relativ entwickelte Überlandgesellschaften existieren, können die Substanzen, die von ihnen heruntersinken (Boote, Maschinen, sogar Müll), als Startsubstanz dienen, um ihre eigenen Abbauprozesse anzukurbeln und ihnen zu geben grundlegende Werkzeuge zu beginnen.

Tiefseebergbau: http://www.whoi.edu/oceanus/feature/the-promise-and-perils-of-seafloor-mining

Vielen Dank. Das einzige Problem mit Hydrothermalquellen ist die sehr hohe Temperatur, wie Sie sagten. Aber ich nehme an, Sie müssten zunächst nicht direkt neben die Entlüftung selbst kommen. Sie könnten einfach Mineralien vom Meeresboden und aus dem Meerwasser stromabwärts fangen. Und Sie hatten Recht, als Sie darauf hinwiesen, dass wir auch unordentliche Menschen plündern! Herumsitzen und auf ein sinkendes Schiff zu warten, könnte jedoch eine etwas morbide Berufsbeschreibung sein :)
Bei 750 Grad kann man Eisen nicht schmelzen ... Stahl fängt bei dieser Temperatur nicht einmal an zu glühen, er wäre immer noch nur ... grau. Um Stahl zu schmelzen, müssen Sie 1.130 °C (2.070 °F) erreichen.
@ James würde der Tiefseedruck nicht die zum Schmelzen von Erzen erforderliche Temperatur verringern? Offensichtlich müsste man in der Lage sein, irgendwie mit dem großen Druck fertig zu werden ...
Stimmt absolut nicht, Eisen würde bei 750 C° anders riechen (sogar dein Ofen riecht bei 200 C° anders). Eigentlich riecht Eisen bei Raumtemperatur nicht, aber es riecht aufgrund von organischen Bestandteilen, die sich beim Berühren seiner Oberfläche zersetzen, wenn Eisen erhitzt wird, reagieren die Substanzen auf seiner Oberfläche anders und lassen einen anderen Geruch riechen (was wiederum ist ein Geruch, der indirekt von Eisen abgegeben wird)
@DarioOO, und welchen Grund könnte man seiner Mutter geben, dich Eisenriechen als Beruf studieren zu lassen! 😨
Ich habe als Maschinenbauingenieur gearbeitet, wenn ein Bohrer auf 600 ° C erhitzt wird, riecht es tatsächlich und Sie wissen, dass Sie ihn kühlen oder mit dem Bohren aufhören sollten. Besonders beim Bohren dünner Edelstahlschichten, und es gibt irgendwo in SE eine Frage, warum Eisen riecht und das die chemische Zersetzung erklärt
Riechen oder riechen? Die Konversation ist hier verwirrend.
@DarioOO, das mit dem Geruch war mir nicht aufgefallen. Kühl. Aber unter Wasser wäre der Geruch meiner Meinung nach etwas begrenzt. Es sei denn, die 'Person' könnte mit ihren Augen 'riechen' oder so etwas!
Das hängt davon ab, was OP will, im Allgemeinen können Unterwasserlebewesen viel besser riechen als wir (Haie riechen Blut auf Kilometer), natürlich kann ein teilweise entwickelter Mensch überhaupt nicht riechen, das liegt im Willen von OP.
Warten Sie, bis Sie Erze riechen oder sie schmelzen? Ich bin verwirrt

Kavitation kann ein extrem starker Prozess sein und möglicherweise biologisch durch etwas in der Größenordnung eines Wals erzeugt werden. Stellen Sie sich so etwas wie einen Pyle-Treiber vor, der bereits nachweislich den Meeresboden durchdringt. Heben Sie langsam eine dichte schmale Säule aus starkem Material mit einer beliebigen Methode an (Hydraulik scheint am geeignetsten zu sein), lassen Sie sie dann los (freier Fall), während Sie den Bereich direkt unter der Säule mit so etwas wie einer Walflosse schnell evakuieren. Selbst ohne echte Kavitation führt das Ziehen eines Teilvakuums unter der Säule dazu, dass das Gewicht der Säule plus das Gewicht des gesamten Meerwassers darüber schnell auf einen einzigen Punkt drückt. In der Zeit während und nach der Evakuierung und vor dem Einschlag wird lockeres Material aus dem Loch gezogen, kurz bevor das Loch tiefer abgeteuft wird. Wenn Geothermie verfügbar ist, Ein Dampfstoß in einen abgedichteten Kolben/Zylinder treibt den Kolben heraus. Arretieren Sie den Kolben am oberen Ende seines Weges und wenn der Dampf abkühlt und kondensiert, steht Ihnen eine leistungsstarke Vakuumquelle zur Verfügung, um das biologische zu ersetzen.

Wenn Ihre Oktopusse/Wassermenschen in die Untiefen gehen, können sie einfach die zerschmetterten Felsen aufheben, die die Wellen von den Klippen oder dem Grundgestein geschlagen haben. Ihre ersten Abbauversuche könnten also darin bestehen, sich bei Flut durch Kies zu bewegen oder Felsbrocken aufzuheben.

Das ist evolutionär gesehen ein sehr guter Punkt! Das ist so ziemlich das, was wir getan haben, als wir uns weiterentwickelt haben. Wir sammelten zuerst, was wir finden konnten, und suchten dann immer besser! Ich denke, wir suchen noch!

Denken Sie daran, dass ein Unterwasser-Mining-Programm, das Explosionen verwendet, einen größeren Explosionsradius erfordern würde als ein ähnliches terrestrisches System. (Denken Sie an eine Stange Dynamit in einem Teich, die alle Fische tötet.)

Sie können sich darauf verlassen, dass Wasser Projektile fast sofort stoppt. Während Luft jedoch komprimierbar ist und Druckwellen von Explosionen ermöglicht, sich um Objekte herum zu richten, ist Wasser dies nicht. Die inkompressible Beschaffenheit des Wassers erlaubt keine Ableitung der Druckwelle. Es wird die massive Energie durch die Körper von Organismen in der Nähe leiten und sie töten.

Definieren wir Bergbau neu – die Gewinnung wertvoller Mineralien. Meerwasser enthält eine große Menge an gelösten Mineralien, die auf verschiedene Weise extrahiert werden können. Denken Sie an Salzablagerungen, in denen Wasser verdunsten kann und die Metallsalze zurückbleiben. Es gibt andere Verfahren, bei denen chemische Reagenzien verwendet werden, die es Verbindungen ermöglichen, sich aus einer Flüssigkeit zu verfestigen. Es gibt auch eine Menge Trümmer, die Metalle enthalten (sogar mit der Korrosivität von Meer-/Salzwasser), so dass „Bergleute“ auf die Suche nach diesen reichen Vorkommen gehen würden, um sie zu ernten.

Salz ist chemisch definiert als ein metallisches Kation und ein nichtmetallisches Anion. Metallisches Salz ist eine Tautologie.