Wie lange würde es dauern, einen leblosen, aber irgendwie erdähnlichen Planeten mit Bakterien, Pilzen, Samen und Eiern zu terraformen?

Cort sagte: „Wir haben 3,5 Milliarden Jahre gebraucht, um von Einzellern zu Landpflanzen zu werden. Das wäre die Obergrenze für diesen Prozess.

Was nicht ganz stimmt. Es ist eine Obergrenze für die Entwicklung einer Lösung. dh: ein Datenpunkt. Es kann viel länger dauern, wenn Sie Lösungen entwickeln möchten; vielleicht befindet sich die Erde auf dem schnellsten aller möglichen Evolutionspfade.

Wie auch immer, der Punkt ist: Du entwickelst nichts. Sie nehmen bereits entwickelte Lösungen und fügen sie selektiv ein.

Dronz sagte: Mit importierten/technologischen Mikroben, die auf der Erde vorentwickelt wurden, könnte es viel schneller sein als das, was sich auf natürliche Weise aus dem Urschlamm entwickelt hat.

Genau.

Sie werden wahrscheinlich mit etwas Überwachung beginnen wollen. Hatte der gewählte Planet bereits Leben? Du hattest gesagt, du würdest nicht wissen, was du hast, bis du dort ankommst - es könnte als feindliche Handlung angesehen werden, mit einer automatisierten Sonde hereinzukommen und zu versuchen, den Planeten eines anderen umzuwandeln :) Abgesehen von den ethischen Überlegungen, das sich entwickelnde Leben zu eliminieren selbst (hängt von den ethischen Zwängen Ihrer Gesellschaft ab).

Sie würden wahrscheinlich mindestens ein Jahrzehnt brauchen, um zu sehen, welche Arten von Klimaschwankungen Sie durch orbitale Störungen erhalten, sowie eine Untersuchung des Sterns – einige der Ausgaben des Sterns können aus der Ferne analysiert werden, andere müssen es möglicherweise in der Systemanalyse. Dies kann bestimmen, welches Leben Sie säen möchten, um Auswirkungen zu mildern, die in Ihrem System existieren. Möglicherweise können Sie dies überspringen und aufholen, wenn Sie von Ereignissen überrascht werden. Aber das wird zu erhöhten Ausfallraten führen.

Ich würde es ein Jahrhundert lang studieren, wenn Sie Zeit zum Brennen haben.

Das Größte, abgesehen davon, dass wir uns in der bewohnbaren Zone befinden, ungefähr erdähnliche Masse und eine Kohlendioxidatmosphäre haben, ist, genügend flüssiges Wasser zu haben.

Flüssiges Wasser gibt Ihnen die Chance, Ihre Autotrophen und Cyanobakterien in Gang zu bringen. Dadurch erhalten Sie organische Stoffe aus anorganischen Stoffen und einer Atmosphäre auf Sauerstoffbasis. Sobald Sie damit begonnen haben, wird die Einführung von etwas mit Chloroplasten (höchstwahrscheinlich Algen) das große Ding sein – Sie möchten, dass Ihr Great Oxygenation Event so schnell wie möglich stattfindet. Die Zeitskala dafür ist unbekannt und kann von den Bedingungen abhängen. Aber Sie werden wollen, dass Ihre Autotrophen etwas Zeit zum Arbeiten hatten. Wie viele setzen Sie anfänglich aus? Stellen Sie Reaktoren auf, um Tonnen davon im Orbit herzustellen? Oder einfach einen Nanoliter (Mikroliter?, Milliliter?, Liter?) im Wert von ihnen an ausgewählten Stellen injizieren (wie viele Stellen?).

Ihre Atmosphäre in den Ozean umzuwandeln, um das CO2 heraus und O2 hinein zu bekommen, wird eine Sache sein. Es ist ein ziemlich komplexes Studiengebiet. Ein wichtiger Faktor ist, haben Sie polare Eiskappen (oder können Sie sie herstellen?)? Das treibt die thermohaline Zirkulation an und bringt eine Tonne CO2 in den Ozean (obwohl der Ozean mit einer hauptsächlich CO2-Atmosphäre bereits gesättigt sein kann ...). Eisen ist ein limitierender Nährstoff, und wenn Sie die Technologie haben, kann das Pulverisieren von Nickel-Eisen-Asteroiden und das Abdriften des Staubs auf die Ozeane (oder das Verteilen von Flyern) Ihre Algen-/Sauerstoffproduktion erheblich beschleunigen.

http://benmatthews.eu/benphd/chap1.html Für viele Informationen über den Austausch auf der Erde, dh: nicht genau das, worüber wir sprechen - aber wir machen 92 GtC in und 90 GtC in unseren Ozeanen.

Sobald Sie mit der Ozean-/Atmosphärenarbeit begonnen haben, werden Sie mit der Landmasse beginnen wollen. Cyanoflechten und Flechten sind das, was Sie anfangen möchten, Gestein abzubauen, um Erde zu erhalten, und um die organischen Stoffe in Ihre Startererde zu geben. Sie können diese auf alle Felsen werfen. Keine Dämme notwendig. Tatsächlich haben Sie ohne atmende Pflanzen möglicherweise nicht viel Süßwasser, mit dem Sie arbeiten können, sobald Sie landeinwärts kommen.

In den Phasen hier drinnen müssen Sie einige Arten von Lebensformen auswählen, um Wolkensaat / Wolkendecke und Albedo zu verwalten. Sie werden Satellitenempfang und Computerüberwachung brauchen, um das herauszufinden. Dies wird eine ziemlich robuste Computerprogrammierung erfordern oder einen Menschen, der einmal im Jahr/Jahrzehnt in und aus der Stasis kommt. Ich gehe davon aus, dass Sie keine Menschen schicken, da der billigste Weg, dies zu tun, darin besteht, etwas von der Größe eines Fußballs mit DNA-Codes an einen Hersteller und einige erweiterbare Bottiche zu senden (es sammelt Abschirmung im System, um sich davor zu schützen). Fackeln/Gammastrahlen).

So weit kann man mit einem Fußball (leicht) gehen. Ihre Sonde müsste in der Lage sein, sich enorm auszudehnen, um Tonnen von Samen und/oder Tierleben zu produzieren. Möglicherweise können Sie Insektenleben und Mikrogarnelen- / Fischeier aufbewahren - aber Sie sehen wahrscheinlich etwas von der Größe eines Raums - und Sie könnten die Insekten und Fische leicht versagen, wenn Sie zu wenige Eier tragen. Ihre ersten Sätze werden möglicherweise zu früh abgelegt, und alle scheitern, weil nicht genügend stützendes Substrat vorhanden ist. Jedes Mal, wenn Sie Eier fallen lassen, müssen Sie damit rechnen, dass einige der Tropfen aufgrund von Fehlern / schlechter Platzierung verloren gehen. Sie können Pflanzensamen mitnehmen, aber wie die Tiere werden Sie es schwer haben, genug zu nehmen, um bald eine große Delle zu machen. Am besten richten Sie eine automatisierte Farm im Orbit ein und ernten Saatgut. Das wird Ihrer Sonde viel abverlangenkomplexer.

Wie auch immer, sobald Sie einige organische Stoffe in den Boden bekommen, werden Sie mit einigen Pflanzen gehen wollen. Viele Samen und wenig Ertrag für den Anfang. Sie werden Sachen wollen, die mit Trockenheit und wenig bis gar keinem Boden umgehen. Sobald Sie dem etwas Zeit zum Arbeiten gegeben haben und vielleicht einen Süßwasserkreislauf eingerichtet haben, können Sie über Insekten und andere Dinge nachdenken.

Sie können den Ozean wahrscheinlich vorher mit Fischen gesät haben.

Wenn Sie Fische haben, können Sie schnell zu Vögeln und Säugetieren übergehen, die Fische jagen, und einigen Pflanzenfressern. Diese aus dem Orbit zu landen, wird ein Trick sein. Viele andere Dinge können mit einem Hitzeschild / Kühlgerät und einer Mikrorutsche fallen gelassen und abprallen. Ein Säugetier oder ein Vogel, nicht so sehr. Deinem Vogel beibringen, im Orbit zu fliegen ... auch schwierig. Sie werden keine Vogeleier fallen lassen, es sei denn, Sie lassen auch Inkubatoren fallen. Möglicherweise benötigen Sie Robotermütter, um einige Fähigkeiten beizubringen.

Scifi: The Forgotten Planet ist eine Geschichte von schiefgegangenem Terraforming.

Es hängt sehr stark vom Zustand des Planeten bei der Ankunft ab, wie viel Energie Sie zum Starten benötigen und inwieweit Ihre Roboter zu fortschrittlicher Nanotechnologie fähig sind. Ich nehme an, Sie haben sowohl wasserbasierte Ozeane in Ihrer Welt als auch künstlich kontrollierte Nanotechnologie, ohne die es ein ziemlich hoffnungsloses Unterfangen wäre (sich auf biologische Nanotechnologie, auch bekannt als Mikroben, zu verlassen, würde Hunderttausende bis Millionen von Jahren dauern).

1. Zustand des Planeten.

   • Atmosphäre: Die Masse einer venusianischen Atmosphäre beträgt etwa$5\times10^{20}kg$, während die der Erde etwa hundertmal leichter ist$5\times10^{18}kg$, und Mars' ist etwa 200-mal leichter als das bei$2.5\times10^{16}kg$. Wenn Sie möchten, dass unangepasste Menschen an der Oberfläche leben, müssen Sie möglicherweise abfackeln oder erhebliche Mengen an flüchtigen Stoffen einbringen. Unnötig zu erwähnen, dass das Abfackeln schwierig ist und die Anreicherung davon abhängt, wie viele flüchtige Stoffe Sie in den lokalen Asteroidengürteln und den äußeren (im Oort-Stil) gefrorenen Außenbezirken finden können. Offensichtlich würde beides ein massives Industrieunternehmen erfordern, das um Größenordnungen höher ist als alles, was die Menschheit bisher getan hat. Zum Vergleich: 150 Jahre industrielle Aktivitäten haben die Erdatmosphäre verändert, indem die Verhältnisse von Gasen in der Größenordnung von vielleicht 200 Teilen pro Million, auch bekannt als „Spurenmengen“, verändert wurden. Und das mit unserer Industrie, die Öl und Kohle buchstäblich so schnell verbrennt, wie wir sie aus der Erde holen können. Abhängig von der ursprünglichen Zusammensetzung benötigen Sie buchstäblich einen Prozess, der buchstäblich 10.000-mal intensiver ist als die Erde.

   • Boden. Nehmen wir eine ähnliche Landfläche von ~ an$100,000,000 km^2$, und dass wir eine 10-Meter-Schicht verarbeiten müssen (obwohl ein Abfluss in den Ozean realistischerweise ein Problem wäre). Bei$10^{15}m^3 \times 2\times10^3kg/m^3$, das ist ungefähr die gleiche Menge an Masse in der Atmosphäre.

   • Leben. Mit ausreichend fortschrittlicher Nanotechnologie können Lebensformen hergestellt und im Rahmen der regulären Bodenbearbeitung in den Boden gesät werden. Allerdings wird der Prozess wahrscheinlich eher, ähm, energisch sein und daher eher eine organische Asche zurücklassen als die Art von Erde, an die wir gewöhnt sind. Vielleicht kann ein zweiter Satz von Prozessoren der ersten Welle folgen und riesige Bottiche mit Bakterien- und Virensuppe verwenden, um den Boden in ihrem Kielwasser zu säen. Das Leben ist etwa 10^12 kg, also viele Größenordnungen weniger. Empfindliche Nanobot-Konstrukteure der zweiten Welle werden ausreichen.

2. Stromversorgung.

   • Offensichtlich, wenn der Fußabdruck der Menschheit in unserer eigenen Atmosphäre über ein Jahrhundert hinweg einer Spurenänderung gleichkommt, könnte der Prozess ein wenig beängstigend erscheinen. Fürchte dich nicht, die Kraft des exponentiellen Wachstums wird dir zu Hilfe kommen. Im Laufe des letzten Jahrhunderts sind die Zivilisationen am Rande des technologischen Booms (dh nicht aufholen und einfach bereits vorhandene Technologie kopieren) um etwa 2-5% pro Jahr gewachsen.
   • Nehmen wir an, Sie wollen das in ein oder zwei Jahrhunderten durchziehen. Wenn wir die 4 % als Median nehmen und extrapolieren (unter der Annahme, dass es keine dunklen Zeiten in der Zukunft geben wird, ist dies eine konservative Annahme, angesichts wahrscheinlicher Steigerungen um Größenordnungen angesichts der derzeit vorstellbaren AGI- und Nanotech-Molekularzeit-Produktionskapazitäten), erhalten wir (post- ?) die Menschheit in etwa 2,5 Jahrhunderten von heute an ungefähr die Produktionsmenge produzieren, die erforderlich ist, um dies in ein paar Jahrhunderten durchzuziehen.
   • Da die Menschheit so ist, wie sie ist, ist es natürlich unwahrscheinlich, dass wir den Punkt erreichen, an dem die Produktion eines ganzen Jahres in die Herstellung von Sonden und Vorräten für die Kolonisierung einer neuen Welt investiert werden kann. Wir werden damit beschäftigt sein, gegeneinander zu kämpfen, Planeten in Büroklammern zu verwandeln , in den Himmel zu bohren, was auch immer. Lassen Sie es uns ein oder zwei Stufen nach unten bringen. Die Apollo-Missionen waren eine beträchtliche Ausgabe, und als sie gestartet wurden, gaben sie so viel Energie ab, dass sie etwa 2 Sekunden der gesamten Energieabgabe der Menschheit in diesem Jahr entsprach. Wenn wir also weiterhin von einem exponentiellen Wachstum von 4 % ausgehen, wird die Leistung der Menschheit hoch genug sein, damit ein Terraforming dem Apollo-Programm in etwa 700 Jahren, etwa 2.700 n. Chr. (oder 750 Epochenzeit) entspricht .

Allerdings sind Planeten mit ihren tiefen Schwerkraftquellen weit davon entfernt, optimale Immobilien für eine weltraumtaugliche Zivilisation zu sein. Der Abbau von Asteroiden und die Gewinnung von flüchtigen Stoffen aus den Satelliten von Gasriesen scheint in Bezug auf das Energie-in-Energie-out-Verhältnis viel einfacher zu sein.

Die Antwort hängt sehr davon ab, wie erdähnlich der Planet ist. Die Evolution funktioniert im Tempo der Evolution. Wenn sich Bakterien und Pilze also anpassen müssen, brauchen sie möglicherweise einige Millionen oder Milliarden Jahre.

Nehmen wir an, Sie finden die Erde 2.0 (wie in Hithchiker's Guide to the Galaxy ), also ist keine Evolution erforderlich, nur der bloße Akt von Bakterien und Pilzen, die "ihr Ding machen".

Die erste schwierige Sache wird das Gleichgewicht sein. Bei jedem Schritt auf dem Weg müssen Sie das Ökosystem ausbalancieren. Eine völlig leere Welt wird die sich am aggressivsten vermehrenden Organismen belohnen. Unser modernes Ökosystem ist sehr abhängig von diesem Gleichgewicht: Leben wird überleben, sobald Sie es ausgesät haben, aber es kann schwierig sein, höheres Leben wie Pflanzen und Menschen einzuführen, wenn das Gleichgewicht wesentlich anders ist.

Ihr Ziel wäre es, jede Multiplikation kritisch zu dämpfen, einen Term in Differentialgleichungen, der versucht, Stabilität in den kürzesten Zeitkonstanten zu erreichen. Sie müssten ständig verschiedene Organismen aussäen, um kurzfristig einen gegenüber dem anderen zu „begünstigen“, um langfristig ein Gleichgewicht zu erreichen.

Sobald es Erde gibt, haben wir Beweise dafür dokumentiert, wie lange es dauert: Jahrhunderte. Der moderne Naturalismus hat festgestellt, dass sich ein Wald nach einem massiven Feuer innerhalb weniger Lebensdauern selbst neu starten kann . Dafür gibt es einen gut verstandenen Prozess: Zuerst kommen Gräser, dann Farne, dann kurze Bäume, dann hohe Bäume. Dieser Teil der Natur ist erstaunlich robust!

Allerdings braucht es Erde. Eure Erde wird eine Masse aus Sand und Felsen sein. Dies ist keine einfache Landschaft. Keine stickstoffbindenden Bakterien oder ähnliches. Massive Erosionsprobleme. Je nach Landschaft kann es sein, dass Sie lange brauchen, um das zu beheben: 3,5 Milliarden Jahre haben wir gebraucht, um vom Einzeller zur Landpflanze zu werden. Das wäre die Obergrenze für diesen Prozess.

Um Ihnen nun einen Zeitbereich zu geben, der nicht so schrecklich pessimistisch ist (3,5 Milliarden Jahre + 100 Jahre!), möchte ich darauf hinweisen, dass Ihr Planet bereits eine komplexe Schöpfung auf sich hat:

Ihre Roboter

Auch wenn Sie vielleicht keine "lebenden" Roboter haben, können sie sicherlich helfen, Leben zu säen. Wenn Ihre Roboter versuchen, einen festen Plan zu erfüllen, der vor dem Start in ihren Code geschrieben wurde, könnten sie versuchen, sich auf der Oberfläche des Planeten zu replizieren und in den Felsen graben, um die benötigten Ressourcen abzubauen.

Sobald Sie über ein großes Volumen an kontrollierter Kraft verfügen, können Sie den Organismen helfen. Sie können in Minuten erledigen, was Jahrhunderte der Erosion und bakteriellen Aktivität erfordert, um es zu pulverisieren. Sie können künstliche Dämme bauen (wie die Strohdämme, die wir verwenden, um die Entwässerung zu kontrollieren), um den Boden dort zu halten, wo er sein muss, bis die Organismen ihn selbst einschließen können.

Mit dieser Fähigkeit bringen Sie die Aufgabe in die Zeitachse der Landgewinnung, einer von Menschen geführten Aktivität, die sich über einen Zeitraum von Jahrzehnten oder Jahrhunderten erstreckt.

Dementsprechend würde es mit einer fast, aber nicht ganz von Neuman-Sonde, die sich repliziert, um den Organismen zu helfen, Jahrhunderte dauern, einen Planeten zu terraformen.

Interessanterweise ist diese Vermischung von Leben und Maschine nicht auf dieses Problem beschränkt. Moderne Schachprogramme haben endlich den Punkt erreicht, an dem sie jeden menschlichen Spieler da draußen vernichten. Ein Laptop ist mehr als genug, um einen erstklassigen Großmeister zu schlagen. Kombinierte Lösungen: ein Mensch mit einem Laptop, sind jedoch so viel stärker als ein Computer oder ein Mensch, dass die kombinierten Kräfte auf fast allen Wettbewerbsebenen ausdrücklich verboten sind.

Wahrscheinlich in der Größenordnung von einer Milliarde Jahren, aber möglicherweise zig Millionen

Das Problem, das Sie haben, ist, dass es massive anorganische Senken gibt, die Sauerstoff absorbieren, bevor Sie einen stabilen, lebensfreundlichen Planeten produzieren können. Auf der Erde dauerte die Sauerstoffproduktion ungefähr 1,6 Milliarden Jahre, bevor der atmosphärische Sauerstoff auf ein bewohnbares Niveau anstieg (siehe das Große Sauerstoffereignis ), und diese Zeitskala wird wahrscheinlich für Ihren Planeten benötigt.

Es ist möglich, dass dies drastisch verkürzt werden könnte, indem man gentechnische Methoden anwendet, Nährstoffquellen bereitstellt und die verwendeten Bakterienstämme sorgfältig auswählt, aber ich halte es für unwahrscheinlich, dass Sie Sauerstoff schnell genug produzieren könnten, um bewohnbare Bedingungen schneller als die Zehnmillionen zu schaffen.

Landpflanzen produzieren Sauerstoff, können aber in einer Atmosphäre ohne Sauerstoff nicht überleben und könnten daher erst spät im Prozess eingesetzt werden, sodass Sie auf Bakterien angewiesen wären. Um schnellere Ergebnisse zu erzielen, müssten Sie schwere industrielle Prozesse anwenden und sich nicht darauf verlassen, einfach mit organischem Leben zu säen.

Ausgehend von Erde und einem erdähnlichen Planeten würden manche Dinge schneller gehen. Wenn Sie Steine ​​brechen müssen, um an die Erde zu kommen, dann brauchen Sie Dinge, um Steine ​​zu brechen, und das dauert so lange, wie es dauert. Sie könnten wahrscheinlich mit einem kleinen Bereich und einer Kuppel beginnen und es dann von dort aus erweitern. Am besten wäre es wahrscheinlich, eine Schläferkolonie mit ein paar Leuten zu haben, die von Zeit zu Zeit wach sind, um die Dinge am Laufen zu halten, und die Maschinen einfach arbeiten lassen. Sie sollten in der Lage sein, Materialien vom Planeten zu sammeln, um die Dinge am Laufen zu halten, während Sie Erde herstellen und von dort aus Dinge verbreiten. Von einem Spot aus würde es eine ganze Weile dauern, aber von mehreren Spots..?
Um die moralischen Zwickmühlen zu begrenzen, nehmen wir an, dass es hier kein einheimisches Leben gibt. Fabriken könnten existieren, um einfach Luft zu machen, bis die Pflanzen sich selbst an diesen Punkt bringen. Das Ausbalancieren sollte nicht so lange dauern, da wir ein Beispiel für ein System haben, das bereits funktioniert. Einige Optimierungen, um mit zufälligen Mutationen und dem Paradigma des neuen Planeten Schritt zu halten, wären sicherlich notwendig, aber kein unpassierbares ( :) ) Problem.
Sobald ein Platz zum Leben freigegeben ist, würden die Dinge etwas schneller voranschreiten, da es Menschen gäbe, die helfen und die Dinge vorantreiben. Nicht nur die jährlichen Stupser, sondern echte Innovation. Es könnte auch interessant sein, was das mit einer bestehenden sozialen Struktur machen würde.
Ich glaube nicht, dass es so lange dauern würde, um den Status „bewohnbar“ zu erreichen, aber es hängt von vielen Gegebenheiten ab: Boden, Atmosphäre, Schwerkraft, Temperatur, Strahlung usw. Anpassungen an all diesen wären wichtig und könnten die Beschaffenheit des Planeten/der Geschichte/des Spiels/etc. leicht ändern. Um hier zur Science-Fiction zu kommen, eine Art von Strahlung, die das Wachstum von Pflanzen erleichtert, aber die Entwicklung von Tieren, Insekten usw. behindert / verändert, würde die benötigte Zeit verkürzen und das Gleichgewicht für sich selbst verändern.
Vielen Dank an alle, die geantwortet haben.