Wie viel Lichtenergie wäre erforderlich, um ein unterirdisches photosynthetisches Ökosystem zu betreiben?

Ich habe eine Welt, die aus Hunderten verschiedener Höhlen innerhalb eines erdgroßen Planeten besteht. Jede dieser vielen Höhlen besteht aus vielen verschiedenen Biomen, wie Ebenen, Dschungel, Wüsten usw.

Da die Pflanzen und Bäume in diesen Höhlen jedoch photosynthetisch sind, habe ich eine fleischfressende lichterzeugende Pflanze geschaffen, die nur an der Decke in diesen Ökosystemen zu finden ist, um sicherzustellen, dass die Bäume darunter überleben.

Der Großteil der Masse der Pflanze besteht nur aus einer Ansammlung von Reben und Wurzeln, die an der Decke hängen, aber was es interessant macht, ist, dass sie seltsame Bioluminisant-Zwiebeln wachsen lassen. Die Zwiebeln sind 8 Meter breit und stehen normalerweise 50 bis 20 Meter voneinander entfernt. Die Farbe dieser Glühbirnen ändert sich abhängig von bestimmten Stunden von Weiß zu Blau.

(Sie können sehen, dass ich versuche, Tag und Nacht darzustellen)

Der Zweck dieser Zwiebeln ist es, Airbourne-Beute anzulocken, die auf ihre eigene Bio-Lumineszenz angewiesen ist, um Partner anzuziehen. Sobald die Beute auf der Glühbirne landet und erkennt, dass es sich um eine Falle handelt, wird ihr Körper von der Glühbirne absorbiert und tötet die Beute durch Ersticken. Dies geschieht normalerweise in der "Nacht", wenn Glühbirnen ein blaues oder weißes Licht erzeugen, das nicht hell genug ist, um jemandes Augen zu blenden.

Tagsüber geben die Zwiebeln große Mengen an Licht und Wärme ab, um größere fliegende Tiere davon abzuhalten, sie zu verzehren, was wiederum dazu führt, dass die Pflanzen im Boden auf dieses helle Licht angewiesen sind, um zu wachsen. Während dieses Zustands kann ein zu langer Blick auf sie zu Blindheit führen.

Wie intensiv sollte das Licht dieser Glühbirnen sein, um das Pflanzenleben darunter zu erhalten? Und wenn ja, wie viel Beute sollten diese Glühbirnen verbrauchen, um genug Energie zu haben, um 24 Stunden lang hell zu leuchten?

Ohne ständigen Energieeintrag kann ein Ökosystem nicht funktionieren. An Land und im euphotischen ("gut beleuchteten") Teil des Ozeans erfolgt dieser konstante Energieeintrag in Form von Licht (und Wärme) von der Sonne; Dies treibt die Photosynthese an, und die durch die Photosynthese produzierte Biomasse ernährt dann alle anderen Organismen, entweder direkt oder indirekt. Die von der Sonne empfangene Energie ist enorm; Die meisten bewohnten Orte erhalten 3,5 bis 7 kWh / Tag / Quadratmeter. Sie müssen diesen ständigen Energieeintrag durch etwas ersetzen . Was ist das?
Wie wäre es mit Birnen, die innen mit Unobtainiumoxid ausgekleidet sind, damit eine Fusionsreaktion stattfinden kann? what-if.xkcd.com/151
@AlexP Geothermie könnte funktionieren, obwohl es ein verdammt durcheinandergebrachtes Ökosystem ist. Erdwärme ernährt Würmer, Würmer ernähren in der Luft schwebende Bestien, in der Luft schwebende Bestien ernähren biolumineszierende Raubtiere, biolumineszierende Raubtiere ernähren Bäume. Die Energieübertragung, die erforderlich ist, um ein angemessenes Lichtniveau auf die Bäume zu bringen, bedeutet, dass der größte Teil der Höhle mit Würmern gefüllt sein wird.

Antworten (3)

Sie brauchen etwas Energie, um von außen in das System zu kommen.

Die Zwiebeln gewinnen ihre Energie durch den Verzehr von Insekten. Die Insekten beziehen ihre Energie aus dem Fressen von Pflanzen, Tieren oder Dung. Die Energie in den Tieren und im Dung stammte alle von Pflanzen oder von Dingen, die Energie durch den Verzehr von Pflanzen gewinnen. Die Pflanzen beziehen ihre Energie aus den Zwiebeln, also ist alles ein großer geschlossener Kreislauf.

An jedem Punkt der Schleife geht ein bisschen Energie verloren. Jedes Mal, wenn eine Lebensform geht, fliegt, groß wird oder auf andere Weise Energie für etwas anderes als köstlich aufwendet, geht mehr verloren. Das Ökosystem wird schnell aussterben, es sei denn, es kommt irgendeine Art von Energie von außerhalb der Höhle herein. Je mehr Energie hereinkommt, desto reicher kann das Ökosystem sein.

Es könnten Chemikalien sein, die aus der Tiefe des Untergrunds nach oben sickern, oder ein unterirdischer Fluss, der Nahrung von der Oberfläche bringt.

Wenn Sachen in die Höhle hineingehen, brauchen Sie auch einen Weg, damit Sachen die Höhle verlassen können, damit sie sich nicht füllt.

Ich fürchte, Ihre Welt kann nicht so funktionieren, wie Sie es sich vorstellen.

Angenommen, Ihre Pflanzen sind nicht besser als unsere echten Pflanzen. Wenn Ihre Kugeln so viel Energie in Form von Wärme produzieren, dass dies für andere Tiere störend ist, ist es ziemlich schwierig, dass die Kugelzellen dem standhalten, hauptsächlich weil Sie benötigen sie, um Wärme zu erzeugen, nicht nur Licht (Biolumineszenz ist normalerweise "kaltes" Licht).

Dann möchten Sie mit diesem Licht auch ein Biom erhalten. Denken Sie daran, wenn es um die photosynthetische Effizienz geht

Für tatsächliches Sonnenlicht beträgt der theoretische maximale Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie etwa 11 %. Tatsächlich absorbieren Pflanzen jedoch nicht das gesamte einfallende Sonnenlicht (aufgrund von Reflexion, Atmungsanforderungen der Photosynthese und der Notwendigkeit optimaler Sonneneinstrahlung) und wandeln nicht die gesamte geerntete Energie in Biomasse um, was zu einer photosynthetischen Gesamteffizienz von 3 to führt 6 % der gesamten Sonneneinstrahlung

Aber woher nehmen diese kugelproduzierenden Pflanzen die Energie, um sich selbst zu erhalten und auch Licht zu produzieren? Sie sagen, sie wachsen in Höhlen, also scheint Sonnenlicht ausgeschlossen zu sein. Da Sie andere Biome erwähnen, neige ich dazu, auch vulkanische Aktivität als Energiequelle auszuschließen. Das Füttern von Insekten funktioniert nicht, da Insekten von denselben Pflanzen unterstützt werden, die die Kugeln zum Wachsen verwenden.

Als Referenz fällt unsere Sonne auf die Erde etwa 1000 W pro Quadratmeter, und das ist genug, um das Leben, wie wir es kennen, zu erhalten. Dies reicht jedoch nicht aus, um Insekten zu stören, die tagsüber problemlos fliegen.

Vielen Dank für das Feedback und einige Quellen, die Sie mir vorgestellt haben, mit denen ich einige der Fragen selbst beantworten kann.
Auch um Ihre Frage zu beantworten, wo sie die Energie aus Licht gewinnen können. Ich habe bereits erwähnt, dass sie dazu eine fleischfressende Diät machen würden, um fliegende Insekten wie Riesenmotten oder Glühfliegen anzuziehen und dann ihre Körper für diese Energie während der „Nachtzeit“ zu absorbieren. Und Sie haben gesagt, dass es 1000 W pro Quadratmeter braucht, um das Pflanzenleben zu unterstützen, fallen in diesem Zeitrahmen 1000 W pro Tag oder pro Stunde ab?
Die Tiere werden von den Biomen unterstützt, die von Globen getragen werden ... was Sie sich vorstellen, nennt man Perpetuum mobile ...
@Red_Wasp, du bist wahrscheinlich neu hier, als Zeichen der Wertschätzung kannst du jede nützliche Antwort positiv bewerten (und sogar die beste akzeptieren)

Wenn die Höhlen (nach außen) offen sind, kann man sagen, dass fliegende Kreaturen, die von außerhalb der Höhlen kamen (die sich bei normalem Sonnenlicht von gewöhnlichen Pflanzen oder phototrophen Ökosystemen ernähren), durch das Licht der Glühbirnen in den Höhlen angelockt werden und in die Höhlen fliegen und verbraucht werden und so das Ökosystem mit Energie versorgen. Denn Abfall, Wasser und Luftstrom in und aus den Höhlen würden es wahrscheinlich loswerden.

Oder die Pflanzen beziehen ihre Energie aus Teilen von sich selbst, die außerhalb der Höhlen photosynthetisieren und sich mit den Teilen innerhalb der Höhlen verbinden, um die Insekten für Dinge wie Dünger oder Mineralien anzulocken (wie es echte fleischfressende Pflanzen tun). Sie brauchen im Grunde etwas Äußeres Stromversorgung und ein Mittel, um diese Energie in die Höhlen zu transportieren, genau wie echte Hydrokulturfarmen, die Strom aus Drähten verwenden, um ihre Lichter zu betreiben.

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