„So wie ich es mir vorstelle, ist es eine sehr, sehr tiefe Höhle, die die gesamte Planetenatmosphäre enthält (muss nicht mehr als ein einziger raumgroßer Bereich am Boden sein, der sich in der „Goldielocks-Zone“ befindet). du gehst die tausende von schritten außerhalb besagter höhle, du bist technisch gesehen im raum, da du außerhalb der körperatmosphäre bist, es ist mir egal, ob die reise jahrelang bergauf gehen wird oder ob du, wenn du einmal oben auf dem sehr kleinen ausgangsgebiet bist, nicht ohne überleben kannst Raumanzug, meine Frage ist das möglich?"

Nach meinem Verständnis ist dies das realistischste Verständnis dieser Idee. Ich habe gehört, dass, wenn wir den Mars terraformten, der Grund von Valles Marineris der erste Ort wäre, der atembare Luft hätte, während der Prozess weiterging.

Nach meinem Verständnis Ihres Beispiels ist so etwas jedoch nicht wirklich "Raum", es geht einfach von Atemluft zu einem Vakuum. Auf der Erde können wir das einigermaßen, wenn wir Berge besteigen.

Sie könnten eine Welt in Betracht ziehen, in der Sie einen gigantischen Berg wie Olympus Mons auf dem Mars besteigen können - obwohl Olympus Mons unter ganz bestimmten Umständen entstanden ist und möglicherweise nicht auf die gleiche Weise funktioniert, wenn der größte Teil des Planeten, auf dem es sich befindet, bewohnbar ist.

Ab einem bestimmten Punkt funktioniert es nicht, Berge in den Weltraum zu bauen, da die Schwerkraft will, dass Planeten rund sind. Meines Wissens nach passiert dies tatsächlich mit Olympus Mons, da es mit einer Höhe von etwa 5 Meilen so groß ist, dass es und andere hohe Montierungen auf dem Mars irgendwie auseinandergezogen werden (ich bin mir nicht sicher, ob genau das passiert. )

Es scheint, dass der einfachste Weg, Ihr Konzept umzusetzen, mit einem gewissen Maß an menschlicher Intervention ist. Vielleicht haben Sie einen Planeten, der so viele Vorkommen an atembaren Gasen hat, dass die Menschen keine Bedenken haben, sie aus ihren Höhlen abzulassen.

Entschuldige Nein.

Menschliche Bewohnbarkeit bedeutet, dass Sie im Grunde über die Erde sprechen.

Größere Planeten mit identischer Oberflächengravitation hätten eine tiefere Gravitationsquelle und wären ein noch unmöglicheres Unterfangen; kleinere Körper würden höhere Dichten erfordern, und dafür gibt es eine harte natürliche Grenze (nur viermal so hoch wie die der Erde: die Dichte von Osmium).

Auf der Erde bräuchte man einen hundert Kilometer hohen Berg, um die Grenze des Weltraums zu erreichen.

Nun ist ein Berg ein Haufen Material und das Material unten muss das ganze Material oben halten; aber bei Drücken über ihrer Elastizitätsgrenze beginnen Materialien zu fließen und verhalten sich wie eine Flüssigkeit. Deshalb sind Planeten übrigens Kugeln. Sie sind eigentlich riesige Materialtropfen , die durch ihr eigenes Gewicht "flüssig" werden und aus dem gleichen Grund wie ein Gletscher zu fließen beginnen.

Die Elastizitätsgrenze (E-Modul) für die meisten Gesteine ​​liegt im Bereich von 10 ¹¹ Pascal [Tabelle] , was eine maximale Höhe für einen Berg unter der Erdgravitation von etwa 12-15 km ergibt, abhängig von seiner Dichte - das ist eine ziemlich umfassende Darstellung.

Den Berg mit einem Kegel annähern, haben wir

Es gibt kein natürliches Material und keinen natürlichen Prozess, der einen 100 km hohen Berg hervorbringen kann: Der „Kern“ würde unter maximaler Belastung anfangen zu fließen, den Berg brechen und ihn zum Einsturz bringen.

Sie bräuchten einen "sprudelnden" Berg, der viel weniger dicht sein könnte; eine Dichte von einem Zehntel normalen Gesteins und damit sogar noch weniger als die von Bimsstein (300 kg/m ³ ) würde einen Berg ermöglichen, der zehnmal so hoch ist wie der Everest. Aber es gibt keinen natürlichen Prozess, der eine solche Form in gesinterten Gesteinsblasen erzeugen und anhäufen könnte.

Sie können etwas tun, indem Sie eine viel dichtere "Atmosphäre" verwenden (z. B. eine Wasseratmosphäre: die in der Natur existiert - es ist ein Ozean). Dann ja, Sie können auf dem Grund des atembaren Meeres gehen, bis Sie an Land kommen und Ihre "Atmosphäre" verlassen, um in die Welt der Gase einzutreten (dies geschieht in einer Geschichte von James Blish, Surface Tension ) .

Die kurze Antwort ist, dass das, was Sie verlangen, auf lange Sicht unmöglich ist. Unmöglich mit einer direkten Verbindung zwischen atembarer Atmosphäre und Vakuum und ohne Bereiche, in denen die atmosphärische Dichte allmählich von dicht genug, um menschliches Leben zu unterstützen, zu dünn und vakuum genug abnimmt, um die Frage zu beantworten.

Angenommen, ein Raumschiff landet in einem tiefen Krater auf dem Mond und Luft entweicht aus dem Raumschiff. Die Luft könnte am Boden des Kraters eine atembare Atmosphäre bilden, aber sie wird aus dem Krater entweichen, bis die gesamte Luft im Schiff verschwunden ist, und dann wird sich die Luft am Boden des Kraters allmählich auflösen.

Natürlich könnte die Besatzung des Raumschiffs alle Lecks in ihrem Raumschiff flicken und einen Teil ihres Luftvorrats retten. Aber die Luft im Kraterboden draußen wird sich schließlich auflösen.

Jede Situation, in der ein Vakuum und eine atembare Atmosphäre und eine Öffnung dazwischen vorhanden sind, führt schließlich dazu, dass die atembare Atmosphäre in das Vakuum entweicht und so dünn wie das Vakuum wird. Das einzige, was die atembare Atmosphäre retten kann, ist das Schließen der Öffnung.

Und dann haben Sie das Äquivalent einer Mondbasis mit atembarer Atmosphäre im Inneren und einer Luftschleuse, die die Menschen benutzen müssen, um in Raumanzügen nach draußen in das Vakuum des Weltraums zu gelangen. Was in der Science-Fiction natürlich sehr häufig vorkommt und keine seltene oder einmalige Situation. Echte Menschen haben tatsächlich das Äquivalent getan, indem sie aus Raumschiffen stiegen, die auf dem Mond gelandet waren, und von umkreisenden Raumschiffen aus auf Weltraumflüge gingen.

Lange Antwort:

Es gibt etwas Hoffnung.

Wenn es auf der Erde einen hundert Meilen oder vielleicht sogar hundert Kilometer hohen Berg gäbe, könnte irgendwo in einem Raumanzug auf die Spitze klettern und sich in einer Atmosphäre befinden, die so dünn ist, dass es praktisch ein Vakuum wäre. Die Karmen-Linie ist eine offizielle Grenze zwischen der Erdatmosphäre und dem Vakuum des Weltraums, die sich in einer Höhe von 100 Kilometern über dem Meeresspiegel befindet.

https://en.wikipedia.org/wiki/K%c3%a1rm%c3%a1n_line

Wenn Sie also eine Situation schaffen können, in der es am tiefsten Punkt eines Planeten eine atembare Atmosphäre gibt und Luft so dünn wie an der Karmen-Linie am höchsten Punkt des Planeten, können Sie behaupten, dass es atembare Luft und das Vakuum des Äußeren gibt Weltraum auf verschiedenen Teilen der Oberfläche eures Planeten, unter Verwendung einer Definition des Weltraums, die offiziell von einigen Organisationen übernommen wurde.

Ich frage mich, wie die atmosphärische Dichte an der Karmen-Linie im Vergleich zum dünnsten Vakuum, das in wissenschaftlichen Labors hergestellt wird, abschneidet.

Der Challenger Deep im Marianengraben ist der niedrigste Punkt auf der Erdoberfläche und liegt an seinem tiefsten Punkt 10.920 m (35.827 ft) ± 10 m (33 ft), 10,920 Kilometer oder 6,78 Meilen unter dem Meeresspiegel, weit tiefer als alle Minen oder bekannte natürliche Höhlen auf der Erde. Der Gipfel des Mount Everest ist mit 8.848,86 m (29.031,7 ft) 8,848 Kilometer oder 5,49 Meilen der höchste Punkt der Erde über dem Meeresspiegel, so die jüngste Bestimmung im Jahr 2020.

Der gesamte Höhenunterschied auf der heutigen Erde beträgt also 19.768,86 Meter oder 19,76886 Kilometer oder 64.858,7 Fuß oder 12,283844 Meilen.

Ich nehme an, was Sie brauchen, ist ein Planet mit einer Atmosphäre, die mit der Höhe schnell abnimmt.

In verschiedenen wissenschaftlichen Kontexten ist eine Skalenhöhe, die normalerweise mit dem Großbuchstaben H bezeichnet wird, eine Entfernung, über die eine Größe um den Faktor e (die Basis natürlicher Logarithmen, ungefähr 2,718) abnimmt.

https://en.wikipedia.org/wiki/Scale_height#:~:text=Die%20erde%20Atmosphäre%27s%20scale%20height%20is%20about%208.5km%2C,is%20about%201000%2C%20370% 2C%20 bzw. %20140%20hPa%2C%20.

Der Artikel gibt Beispiele für die Skalenhöhen der Atmosphären verschiedener Planeten in unserem Sonnensystem.

Sie möchten, dass die Skalenhöhe Ihres Planeten so gering wie möglich ist, damit ein Berg mit einer plausiblen oder möglichen Höhe Höhen erreichen kann, in denen kein Vakuum vorhanden ist, die Luft jedoch so dünn und unatmbar ist, dass die Menschen dies müssen Tragen Sie nicht nur Sauerstoffmasken, wie in den "Todeszonen" hoher Berge auf der Erde, sondern tatsächliche Ganzkörper-Druckanzüge, die Raumanzügen ähneln.

Die Skalenhöhen der Planetenatmosphären im Sonnensystem sind sehr unterschiedlich. Die Riesenplaneten sollten an ihren festen Oberflächen – falls vorhanden – eine hohe Oberflächengravitation haben, die weit unter ihren Wolkenschichten liegt, und diese hohe Oberflächengravitation sollte ihre Atmosphäre komprimieren und ihnen niedrige Skalenhöhen verleihen. Aber die Skalenhöhen der Riesenplaneten sind eigentlich ziemlich hoch, weil ihre Atmosphären hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen, die nicht sehr dicht sind.

Die Atmosphären festerer Körper, falls vorhanden, sollten niedrigere Skalenhöhen haben, und das ist bei den Atmosphären von Venus, Erde, Mars und Titan der Fall.

Die Erde hat die kürzeste Skalenhöhe aller bekannten Körper des Sonnensystems, weil sie die höchste Oberflächengravitation aller Festkörper hat, sowie eine Atmosphäre, die weniger dicht ist als die von Titan und viel weniger dicht als die der Venus.

Die Skalenhöhe der Erdatmosphäre beträgt 8,5 Kilometer, was etwa 0,429 von 19,76886 Kilometern entspricht. Der größte Höhenunterschied auf der Erde beträgt etwa das 2,3-fache der Skalenhöhe der Atmosphäre.

Die Skalenhöhe einer Atmosphäre ist die Höhe, bei der die Dichte um etwa 2,718 abnimmt. Wenn also das gesamte Ozeanwasser von der Erde entfernt würde, sollte die atmosphärische Dichte am Grund der Challenger-Tiefe etwas mehr als etwa 7,38-mal so hoch sein wie der atmosphärische Druck auf dem Gipfel des Mount Everest und der atmosphärische Druck auf dem Gipfel des Mount Everest wird nur 0,135-mal so hoch sein wie am tiefsten Punkt des Challenger Deep.

Und natürlich müssen Sie den atmosphärischen Druck am Grund des Challenger Deep-Äquivalents auf Ihrem Wüstenplaneten nicht so hoch machen wie den Meeresspiegeldruck auf der Erde. Sie können es so niedrig machen, wie Menschen es ertragen können, indem Sie die Prozentsätze verschiedener Gase ändern, um den minimal möglichen Druck zu erhalten. Wenn Sie die Zusammensetzung und Dichte am tiefsten Punkt Ihres Planeten so niedrig machen, wie Menschen sicher atmen können, wird der Druck an der Spitze Ihres Äquivalents zum Mount Everest nur das 0,135-fache der geringeren Dichte betragen und damit etwas näher an dem von Ihnen gewünschten Vakuum liegen .

Menschen können überleben, indem sie eine Atmosphäre aus fast reinem Sauerstoff atmen. Sie brauchen etwas Wasserdampf in der Atmosphäre, und die Pflanzen, die auf einem bewohnbaren Planeten (oder in dem winzigen bewohnbaren Teil Ihres fiktiven Planeten) wachsen, würden etwas Stickstoff und Kohlendioxid in der Luft benötigen.

Der erste Ort, an den ich denke, um die Grenzen der Atmosphäre zu finden, die für Menschen atembar sind, ist Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

Kapitel 2: Anforderungen an den Menschen enthält einen Abschnitt „Luftdruck und Zusammensetzung“ auf den Seiten 13 bis 19.

Zusammenfassend muss also die Atmosphäre eines bewohnbaren Planeten Sauerstoff mit einem eingeatmeten Partialdruck zwischen 60 und 400 Millimeter Quecksilbersäule und Kohlendioxid mit einem Druck von etwa 0,05 bis 7 Millimeter Quecksilbersäule enthalten. Außerdem müssen die Partialdrücke der Inertgase unter bestimmten festgelegten Grenzen liegen, und die toxischen Gase dürfen nicht mehr als in Spuren vorhanden sein. Etwas Stickstoff muss vorhanden sein, damit Stickstoff in gebundener Form in die Pflanzen gelangen kann.

Eine atembare Atmosphäre für Menschen sollte also einen kombinierten Druck aus Sauerstoff und Kohlendioxid (fast ausschließlich Sauerstoff) zwischen etwa 60,05 und 407 Millimeter Quecksilbersäule sowie etwas Stickstoff aufweisen.

Ein Planet könnte also wahrscheinlich einen atmosphärischen Druck von nur 70 Millimeter Quecksilbersäule haben, wenn diese Atmosphäre fast vollständig aus Sauerstoff besteht, aber ein wenig Kohlendioxid, Wasserdampf und Stickstoff enthält.

Wenn Sie also einen atmosphärischen Druck von 70 Millimeter Quecksilbersäule am Boden Ihres Challenger Deep-Äquivalents haben, beträgt der atmosphärische Druck am Gipfel Ihres Mount Everest-Äquivalents nur etwa das 0,135-fache oder etwa 9,95 Millimeter Quecksilbersäule.

Der atmosphärische Druck, auch barometrischer Druck (nach dem Barometer) genannt, ist der Druck in der Erdatmosphäre. Die Standardatmosphäre (Symbol: atm) ist eine Druckeinheit, die als 101.325 Pa (1.013,25 hPa; 1.013,25 mbar) definiert ist, was 760 mm Hg, 29,9212 Zoll Hg oder 14,696 psi entspricht. 1 Die Einheit atm entspricht in etwa dem mittleren atmosphärischen Druck auf Meereshöhe auf der Erde; Das heißt, der atmosphärische Druck der Erde auf Meereshöhe beträgt ungefähr 1 atm.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_pressure

Ein Atmosphärendruck entspricht also etwa 1.013,25 mbar oder 760 Millimeter Quecksilbersäule. Es sind also etwa 1,3332236 mbar pro Millimeter Quecksilbersäule (mm HG) oder 0,7500616 Millimeter Quecksilbersäule (mm HG) pro mbar.

Wenn also auf einer hypothetischen Erde ohne Meerwasser der Druck am Grund des Challenger Deep nur 70 Millimeter Quecksilbersäule oder 93,325652 mbar betragen würde, würde der Druck auf dem Gipfel des Mount Everest etwa 9,95 Millimeter Quecksilbersäule oder 13,265574 mbar betragen.

Unter Verwendung einer Karmen-Linie bei 100 Kilometern wäre das etwa das 11,76-fache der Skalenhöhe der Erdatmosphäre. Wenn die atmosphärische Dichte um einen Faktor 2,718 für jede Skalenhöhe abnimmt, wäre der atmosphärische Druck in einer Höhe von 11 Skalenhöhen 1 dividiert durch 2,718 hoch 11, und in einer Höhe von 12 Skalenhöhen wäre der atmosphärische Druck 1 Meeresspiegel Druck dividiert durch 2,715 zum 12. Druck.

2,718 hoch 11 ist ungefähr 59.805,89 und 2,718 hoch 12 ist ungefähr 162.552,416. Der Atmosphärendruck bei 11 Skalenhöhen oder etwa 93,5 Kilometern wäre also etwa 0,0169 mbar, und der Atmosphärendruck bei 12 Skalenhöhen, etwa 102 Kilometern, wäre etwa 0,0062333 mbar.

Der berechnete atmosphärische Druck auf dem Gipfel des Mount Everest, wenn der tiefste Teil des Challenger Deep eine Atmosphäre hatte, die kaum dicht genug war, um menschliches Leben zu ermöglichen, wurde auf etwa 13,265574 mbar berechnet, was dem 784,955- bis 2.128,1783-fachen des Drucks an einer berechneten Karmen-Linie entspricht 100 Kilometer sein.

Wenn also eine atmosphärische Dichte von nur 13,265574 mbar nicht niedrig genug ist, um Ihnen wie ein Weltraum vorzukommen, haben Sie ein Problem.

Später werde ich versuchen, Wege zu finden, um dieses Problem zu lösen, oder sehen, wo die Grenzen der Lösung liegen.

Hinzugefügt am 23. September 2021 um 1:11 Uhr EDT.

Möglichkeiten, einen weniger extremen Druckunterschied zwischen dem dichtesten Teil der Atmosphäre und dem Gipfel des höchsten Berges der Erde zu fordern.

Wie ich oben geschrieben habe, wäre der absolute Mindestdruck einer für Menschen atembaren Atmosphäre Sauerstoff und etwas Kohlendioxid, was insgesamt etwa 60,05 Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) oder etwa 80,060077 mbar entspricht.

Und unter der Annahme, dass zusätzliche Mengen an Wasserdampf und Stickstoff benötigt würden und sie den Druck an der tiefsten Stelle eines wasserlosen Erdduplikats auf etwa 70 Millimeter Quecksilbersäule bringen würden, wäre der Druck an der Spitze des Mount Everest-Äquivalents ungefähr gleich 9,95 Millimeter Hg oder 13,265574 mbar.

Und das wäre viele tausend Mal so dicht wie der Druck an der Karmen-Leitung.

Aber nehmen Sie an, der Druck am Boden könnte nur 69 Millimeter Quecksilbersäule oder 68 oder so ähnlich sein und immer noch genug Wasserdampf und Stickstoff haben, um das Leben zu unterstützen.

Und nehmen Sie an, dass die Karmen-Linie zwischen der oberen Atmosphäre und dem Weltraum für einige Zwecke niedriger als 100 Kilometer ist. Die Verwendung einer solchen niedrigeren Karmen-Linie hätte einen höheren atmosphärischen Druck an der Grenze des Weltraums.

Einige Leute denken heute, dass die Grenze zwischen der Atmosphäre und dem Weltraum bei 80 Kilometern oder 50 Meilen liegen sollte.

80 Kilometer sind das 9,411-fache der Skalenhöhe der Erdatmosphäre. Bei einer Höhe von 9 Mal der Skalenhöhe wäre der Druck etwa 1013,25 mbar dividiert durch 8.095,525993 oder etwa 0,125 mbar. Bei einer Höhe vom 10-fachen der Skalenhöhe würde der atmosphärische Druck etwa 0,0460492 mbar betragen.

https://en.wikipedia.org/wiki/K%c3%a1rm%c3%a1n_line#Alternatives_to_the_FAI_definition

Ich stelle fest, dass 8 mal 8,5 68 ist. Eine Höhe von 68 Kilometern wäre ungefähr das 8-fache der Skalenhöhe der Erdatmosphäre und hätte einen Druck von ungefähr 0,3401895 mb.

Und ich denke, das ist ungefähr so ​​niedrig, wenn nicht sogar niedriger, als irgendjemand denken würde, wenn er die Karmen-Linie zwischen Atmosphäre und Weltraum legen würde.

Die Kombination eines höheren Drucks an einer niedrigeren Karmen-Linie mit einem niedrigeren Druck am Gipfel des höchsten Gipfels ergibt einen viel kleineren Unterschied.

Ein Druck von 69 Millimeter Quecksilbersäule (mm Hg) oder 91,99229 mbar in der untersten Senke ergibt einen Druck von 12,418 mbar am Gipfel des höchsten Berges, das ist das 267,09971-fache des Drucks bei 10-facher Skalenhöhe.

Ein Druck von 68 mm Hg oder 90,659 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 12,2389 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 265,778-fachen des Drucks bei 10 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 67 mm Hg oder 89,3259 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 12,0590007 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 261,87223-fachen des Drucks bei 10 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 66 mm Hg oder 87,9927 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 11,879 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 95,032-fachen des Drucks bei 9 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 65 mm Hg oder 86,659 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 11,699 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 93,59-fachen des Drucks bei 9 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 64 mm Hg oder 85,3263 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 11,519 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 92,152-fachen des Drucks bei 9 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 63 mm Hg oder 83,993 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 11,339 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 33,33-fachen des Drucks bei 8 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 62 mm Hg oder 82,659 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 11,159 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 32,8025-fachen des Drucks bei 8 Skalenhöhen entspricht.

Ein Druck von 61 mm Hg oder 81,13266 mbar am tiefsten Punkt würde einen Druck von etwa 10,979 mbar am höchsten Punkt ergeben, was etwa dem 32,273-fachen des Drucks bei 8 Skalenhöhen entspricht.

Diese etwas geringfügigen Änderungen in der Definition machen das Problem also viel weniger gewaltig.

Ich nehme an, dass, wenn Menschen, die an die Luft in großen Höhen gewöhnt sind, sich auf einem Planeten mit einem atmosphärischen Druck nahe der unteren Grenze der menschlichen Belastbarkeit niederlassen, nach vielen Generationen selektiven Drucks (oder genetischer Modifikationen) einige von ihnen in der Lage sein sollten, einen deutlich niedrigeren Druck zu tolerieren , und könnte sich auf einem Planeten mit noch niedrigerem Druck ansiedeln und so weiter und so weiter über viele tausend Jahre hinweg, wodurch Menschenrassen mit zunehmend niedrigeren Anforderungen an den atmosphärischen Druck hervorgebracht werden.

Wie tief könnten sie gehen?

Ich weiß nicht. Ich glaube nicht, dass sie viel niedriger als etwa 61 mm Hg oder etwa 81,3266 mbar sein könnten, aber ich bin sicher, dass es Leute gibt, die viel besser qualifiziert sind als ich, um darüber zu diskutieren.

An der Armstrong-Grenze scheint es eine untere Druckgrenze zu geben

Die Armstrong-Grenze oder Armstrong-Linie ist ein Höhenmaß, oberhalb dessen der atmosphärische Druck ausreichend niedrig ist, damit Wasser bei der normalen Temperatur des menschlichen Körpers kocht. Ein Druck unterhalb dieser Grenze führt zu einem schnellen Bewusstseinsverlust, gefolgt von einer Reihe von Veränderungen der kardiovaskulären und neurologischen Funktionen und schließlich zum Tod, wenn der Druck nicht innerhalb von 60–90 Sekunden wiederhergestellt wird. 1 Auf der Erde liegt die Grenze bei etwa 18–19 km (11–12 Meilen; 59.000–62.000 Fuß) über dem Meeresspiegel, 1 oberhalb derer der atmosphärische Luftdruck unter 0,0618 atm (6,3 kPa, 47 mmHg oder etwa 1 psi) fällt. Das US Standard Atmospheric Modell stellt den Armstrong-Druck auf eine Höhe von 63.000 Fuß (19.202 m) ein.

https://en.wikipedia.org/wiki/Armstrong_limit

Die Armstrong-Grenze liegt also bei etwa 47 mmHg oder etwa 62,66 mbar. Und möglicherweise haben die Menschen in Ihrer Geschichte jemanden entwickelt, der eine niedrigere normale Körpertemperatur hat und daher etwas niedrigere Drücke vertragen könnte.

Obwohl ich skeptisch bin, dass Menschen jemals in der Lage sein werden, einen atmosphärischen Druck von nur 47 mm Hg zu tolerieren, geschweige denn niedriger. Wie konnten sie bei so niedrigem Druck genug Sauerstoff bekommen?

Wenn Menschen am Challenger Deep-Äquivalent eines Planeten einen atmosphärischen Druck von etwa 62,66 mbar einatmen könnten, hätte das Äquivalent des Mount Everest einen Druck von etwa 8,459 mbar, was dem 24,895-fachen des Drucks an der niedrigstmöglichen Karmen-Linie im Maßstab 8 entspräche Höhen der Erdatmosphäre.

Natürlich könnten Sie die Grenze des Vakuums des Weltraums für die Zwecke Ihrer Geschichte als an der Armstrong-Grenze liegend definieren. Wenn der Gipfel des Mount Everest-Äquivalents Ihrer Welt einen atmosphärischen Druck von etwa 62,66 mbar hat, der Armstrong-Grenze, würde sein Challenger Deep-Äquivalent einen Druck von etwa 464,148 mbar haben, was viel höher ist als der Mindestdruck, der von Menschen benötigt wird.

Wenn das Challenger Deep-Äquivalent einen Druck von etwa 93 oder 94 mbar hat, etwa so niedrig wie Menschen atmen können, hätte der Gipfel des Mount Everest-Äquivalents einen Druck von etwa 12,555 bis 12,69 mbar, viel niedriger als die Armstrong-Grenze.

Natürlich setzen einige Definitionen des Randes der Erdatmosphäre und des Beginns des Weltraums ihn zehn, hundert oder tausend Kilometer höher als die Armstrong-Grenze oder die Karmen-Linie, wo die atmosphärische Dichte viel, viel dünner ist als in diesen Höhen . Sie möchten diese Definitionen nicht in Ihrer Geschichte verwenden.

Empfehlung Nummer eins:

Definieren Sie den Rand des Vakuums des Weltraums so, dass er an der Armstrong-Grenze statt an der Karmen-Linie liegt. Auch wenn es am Armstrong-Limit noch spürbare atmosphärische Effekte geben wird. Somit hätte ein Planet wie ein trockener Planet Erde mehr als genug Erleichterung, um eine atembare Atmosphäre an seinem Challenger Deep-Äquivalent und eine Luft zu haben, die so dünn ist wie an der Armstrong-Grenze und am Rand des Weltraums an seinem Äquivalent auf dem Gipfel des Mount Everest.

Empfehlung Nummer zwei:

Verwenden Sie die Karmen-Linie, die etwa das 8- bis 12-fache der Skalenhöhe einer Atmosphäre mit erdähnlichem Druck am Boden hat, als Grenze des Weltraums, aber machen Sie die Höhenunterschiede auf Ihrem Planeten hoch genug, um eine dünnere Atmosphäre als die der Erde zu haben aber immer noch atmungsaktiv, am tiefsten Punkt und mindestens einem Gipfel auf oder über der Karmen-Linie entspricht.

Sie müssen also Wege finden, um die Höhenunterschiede auf Ihrem Planeten um mehrere Vielfache der Skalenhöhe seiner Atmosphäre zu erhöhen, als sie es auf der Erde sind.

Empfehlung Nummer zwei A:

Machen Sie einen Planeten, der nicht perfekt kugelförmig ist, mit einem normalen Durchmesser von beispielsweise 10.000 Kilometern, aber mit einer Auskragung von 100 Kilometern in einem Bereich. Dieser Vorsprung wird nur ein Prozent des normalen Durchmessers des Planeten betragen und für das menschliche Auge kaum sichtbar sein, wenn man den Planeten als Ganzes betrachtet, aber es wird ausreichen, um den atmosphärischen Druck auf Meereshöhe der Erde auf den meisten Teilen der Oberfläche und der Erde zu haben höchster Punkt, der die Karmen-Linie und das Vakuum des Raums durch eine Definition erreicht.

Schließlich haben viele Asteroiden und kleine Monde kartoffelähnliche Formen und viele sind in einer Dimension zwei- oder dreimal so lang wie in einer anderen, eine viel größere Abweichung von einer perfekten Kugel.

Aber je größer und massiver ein astronomisches Objekt ist, desto stärker wird seine Schwerkraft an seiner Materie ziehen. Die Materie in der Mitte des Objekts wird weich und fließt in eine möglichst kugelförmige Form, und die unkomprimierte Materie an der Oberfläche ruht auf dieser Kugelform und bildet eine ungefähr kugelförmige äußere Schicht um sie herum.

Objekte, die hauptsächlich aus Eis bestehen, werden bei einer kleineren Größe kugelförmig als Objekte, die hauptsächlich aus Stein bestehen, die bei einer kleineren Größe kugelförmig werden als Objekte, die hauptsächlich aus Metall bestehen. Und die genauen Grenzen sind nicht bekannt. Aber Objekte mit einem Radius von nicht mehr als 1.000 Kilometern werden mit ziemlicher Sicherheit nahezu kugelförmig, und einige viel kleinere Objekte sind kugelförmig.

Was ist also die kleinste Größe eines Planeten, der eine atembare Atmosphäre bewahren kann?

Dies wird in Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964, diskutiert .

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

Kapitel 2: Menschliche Anforderungen enthält auf den Seiten 11 bis 13 einen Abschnitt Gravitation über die Gravitationsanforderungen des Menschen. Auf Seite 12 kommt Dole zu dem Schluss:

Auf der Grundlage der verfügbaren Daten könnte man schließen, dass nur wenige Menschen sich dafür entscheiden würden, auf einem Planeten zu leben, auf dem die Oberflächengravitation größer als 1,25 oder 1,50 g ist .

Kapitel 4: Die astronomischen Parameter enthält auf den Seiten 53 bis 67 einen Abschnitt über Planeteneigenschaften.

Dole sagt, dass ein bewohnbarer Planet eine Oberflächengravitation von nicht mehr als 1,50 g haben sollte, was einem Planeten mit einer Masse von 2,35 Erdmassen, einem Radius von 1,25 Erdradien und einer Fluchtgeschwindigkeit von 15,3 Kilometern pro Sekunde entspricht.

Was ist die untere Massengrenze für einen Planeten, der eine atembare Atmosphäre aufrechterhalten kann?

Das hängt vom Verhältnis der Fluchtgeschwindigkeit des Planeten dividiert durch die quadratische Mittelgeschwindigkeit der atmosphärischen Moleküle und Atome bei der Temperatur in der äußersten Schicht der Atmosphäre des Planeten ab.

Tabelle 6 auf Seite 37 zeigt, dass bei einem Verhältnis von 1 oder 2 die atmosphärische Explosion fast augenblicklich erfolgt. Wenn das Verhältnis 3 beträgt, dauert die Flucht einige Wochen, wenn das Verhältnis 4 beträgt, dauert die Flucht Tausende von Jahren, wenn das Verhältnis 5 beträgt, dauert die Flucht etwa hundert Millionen Jahre, und wenn das Verhältnis 6 beträgt, dauert die Flucht mehr oder weniger unendliche Zeit.

Auf Seite 54 kommt Dole daher zu dem Schluss, dass ein Planet mit einer Fluchtgeschwindigkeit von nur 6,25 Kilometern pro Sekunde lange Zeit eine atembare Atmosphäre behalten kann. Ein solcher Planet hätte eine Masse von 0,195 Erdmassen, einen Radius von 0,63 Erdradien und eine Oberflächengravitation von 0,49 g .

Ein solcher Planet hätte einen Radius von 0,63 der Erde von 6.371 Kilometern oder 4.013,73 Kilometern und einen Durchmesser von 8027,46 Kilometern und hätte somit das Hundertfache der Mindestmasse, um sein Inneres in eine Kugelform zu quetschen.

[hinzugefügt am 23.09.2021. Aber Dole glaubte nicht, dass ein so kleiner Planet eine sauerstoffreiche Atmosphäre erzeugen könnte. Dole berechnete 2 verschiedene Zahlen für die minimale Masse eines Planeten, der eine sauerstoffreiche Atmosphäre erzeugen könnte, 0,25 Masse Erde und 0,57 Masse Erde. Dole wählte mehr oder weniger willkürlich das 0,4-fache der Masse der Erde als Mindestmasse von Apalenet, die eine sauerstoffreiche Atmosphäre erzeugen könnte. Ein solcher Planet hätte einen Radius von 0,78 Erdradius und eine Oberflächengravitation von 0,68 g .}

[Hinzugefügt am 23.09.2021 Meine Antwort auf die Frage https://astronomy.stackexchange.com/questions/41590/can-a-habitable-planet-be-smaller-than-0-58-earth-radii/41599# 41599 erwähnt mehrere modernere Schätzungen für die Mindestmasse eines bewohnbaren Planeten, Mondes oder einer anderen Welt. Einige dieser Schätzungen könnten für Welten ohne sauerstoffreiche Atmosphären gelten, die für Menschen notwendig sind. Auf jeden Fall bringen diese Schätzungen die Mindestmasse nicht viel näher an eine Masse, bei der ein Planet eine sehr unregelmäßige Form haben könnte.]

Auf der Erde würde ein Berg, der viel höher als der Everest ist, zu fließen beginnen und unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrechen und niedriger werden. Je fester das Gestein oder anderes Material ist, aus dem ein Berg besteht, desto höher kann er sein, ohne sich durch sein Eigengewicht zu verformen. Aber stärkere Materialien sind normalerweise dichtere. Wenn ein Berg aus viel dichterer Materie besteht als der Boden darunter, wird dieser Boden unter dem Berg wegfließen und der Berg wird tiefer in den Boden sinken.

Daher ist es schwierig, auf einem Planeten wie der Erde einen Berg zu bauen, der mehrmals höher ist als der Everest. Und der kleinste Planet mit einer atembaren Atmosphäre scheint groß genug zu sein, um sich in dieser Hinsicht nur geringfügig von der Erde zu unterscheiden.

https://earthscience.stackexchange.com/questions/9745/how-high-can-a-mountain-possibly-get

[hinzugefügt am 23.09.2021 Und wenn ein Tal niedrig genug ist, wird es mehr oder weniger flüssige Materialien innerhalb des Erdmantels erreichen, und es wird den Druck von kilometerlangen schweren Materialien darüber von diesem mehr oder weniger flüssigen Material nehmen unter. Das mehr oder weniger flüssige Material sickert also allmählich nach oben und füllt das tiefe Tal teilweise aus, wodurch die Tiefe eines Tals begrenzt wird.]

Aber gib nicht auf, ich werde später in Teil 2 meiner Antwort weitere Vorschläge hinzufügen.

Nein, das ist nicht möglich.

So wie ich es mir vorstelle, ist es eine sehr, sehr tiefe Höhle, die die gesamte Planetenatmosphäre enthält (muss nicht mehr als ein raumgroßer Bereich am Boden sein, der sich in der "Goldielocks-Zone" befindet), noch einmal Gehen Sie die Tausenden von Schritten außerhalb dieser Höhle, Sie sind technisch gesehen im Weltraum, da Sie sich außerhalb der Körperatmosphäre befinden. Es ist mir egal, ob die Reise jahrelang bergauf geht oder ob Sie, sobald Sie den sehr kleinen Startbereich erreicht haben, ohne Raumanzug nicht überleben können .

Um eine atmosphärische Zusammensetzung zu erhalten, die freien Sauerstoff enthält, muss ein Ökosystem diesen erzeugen und nutzen. Also nur ein Einzelzimmer würde nicht reichen. https://www.britannica.com/topic/evolution-of-the-atmosphere-1703862 . Der einzige bekannte Weg, auf natürliche Weise freien Sauerstoff zu erzeugen, ist die Photosynthese. Daher muss das Ökosystem dem Sonnenlicht ausgesetzt sein und sich daher an der Oberfläche befinden. Daher muss die Atmosphäre an der Oberfläche einen ausreichenden Druck haben.

Um eine Atmosphäre auf geologischen Zeitskalen festzuhalten, muss ein Körper eine Magnetosphäre haben. https://www.nasa.gov/press-release/nasas-maven-reveals-most-of-mars-atmosphere-was-lost-to-space Dies kommt von einem aktiven Dynamo in einem flüssigen Inneren, das einen Strom führen kann . Das bedeutet, dass sie genug Zeit haben mussten, um Leben auf ihrer Oberfläche zu entwickeln und noch einen flüssigen Mantel zu haben. Das bedeutet auch, dass dieser Körper eine Plattentektonik haben wird. Und jeder Körper mit Plattentektonik hat eine Grenze dafür, wie groß ein Berg werden kann, bevor er zu schwer wird, um von den Platten getragen zu werden und abzusinken. oben drauf. Ein Ökosystem zu haben bedeutet, dass es einen aktiven Flüssigkeitskreislauf (Wasser auf der Erde) gibt. Dieser Zyklus würde jeden sich bildenden Berg kontinuierlich erodieren.

Sie suchen nach einer erdähnlichen Atmosphäre, die auf einem Planeten für eine ähnliche Zeitdauer existiert wie die Erde. Mit Plattentektonik wie die Erde. Das braucht eine erdähnliche Größe. Auf der Erde ist dies bei weitem nicht möglich, so dass Sie selbst unter den günstigsten Bedingungen keinen natürlichen Planeten bekommen könnten, auf dem Sie leben und dann in den Weltraum gehen könnten.

Vielleicht mit einem kleineren Planeten.

Auf der Erde ist der gesetzlich definierte Bereich des Weltraums die Karman-Linie , wo man nicht nur mit der Luftfahrt herumfliegen kann. Das ist bei 100 Kilometern. Das ist viel zu hoch, um es mit einem Berg zu erreichen.

Auf dem Mars gibt es viel größere Berge, zweieinhalb Mal so groß . Bei einer gemäßigten Atmosphäre könnte man einen Gasdruck haben, der niedrig genug ist, dass es unmöglich wäre, auf dem Gipfel des Berges mit Luft zu fliegen, aber einen Gasdruck, der hoch genug ist, dass man an der Basis und unter der Basis etwas atmen kann.

Wenn sich in einer unterirdischen Kabine Gas befand, konnte das Gas insbesondere auch an die Oberfläche „wandern“. Die Schwerkraft würde es ausgleichen. Sie brauchen genügend Gas an der Oberfläche, damit die Kabine gefüllt bleibt. Es könnte hilfreich sein, eine große Meteornarbe zu haben, die ein tiefes Loch in den Planeten gegraben hat, ein oder zwei Kilometer, aber Sie würden immer noch viel Luft brauchen.

Sie könnten die Luft etwas dünn machen, aber es kann immer noch eine kleine Lücke geben. Hier kommen flexible Definitionen ins Spiel.

In Bezug auf die Definition von Raum gibt es keine harte Linie. Es hängt von der Leistung Ihres Flugzeugs, der Politik und davon ab, wie viel Erwärmung sie aushalten können. Vermutlich sind die Dinge auf eurem Planeten so, dass Flugzeuge bei 22 Kilometern nicht effektiv fliegen können. Ihre Person kann den gesetzlich definierten Ort des Platzes betreten.

Donnerstag, 23. September 2021. Teil zwei meiner Antwort, der für die Grenzen dieser Seite zu lang wurde.

Empfehlung Zwei B.

Ich stelle fest, dass sich alle kugelförmigen astronomischen Objekte drehen und daher nicht perfekt kugelförmig sind, sondern tatsächlich abgeflachte Sphäroide, die sich um den Äquator wölben. Wie stark sie sich wölben, hängt davon ab, wie massiv sie sind und wie stark ihre Schwerkraft ist, aus welchen Materialien sie bestehen und wie schnell sie rotieren.

Wie ich oben geschrieben habe, hat die Erde einen mittleren Radius von 6.371 Kilometern. Da die Erde ein abgeflachtes Sphäroid ist, beträgt ihr Polarradius 6.356,752 Kilometer und ihr Äquatorialradius 6.378,137 Kilometer. Das ist eine Differenz von etwa 21,385 Kilometern, was etwa dem 2,5-fachen der Skalenhöhe der Erdatmosphäre (etwa 8,5 Kilometer) entspricht.

So ist es einfach, sich einen erdähnlichen Planeten vorzustellen, der sich viel schneller dreht und viel abgeflachter ist und am Äquator einen Radius von mindestens 100 Kilometern oder mehr hat als an den Polen. Ein solcher Planet sollte aus dem Weltraum gesehen fast perfekt kugelförmig aussehen.

Unglücklicherweise für Ihre Geschichte können die Menschen auf Meereshöhe am Äquator genauso gut atmen wie auf Meereshöhe am Nordpol. Auch die Atmosphäre der Erde wölbt sich durch die Erdrotation.

Empfehlung Zwei C.

Es gibt noch eine andere Möglichkeit, wie sich ein ungefähr kugelförmiger Planet wölben kann, und das ist eine gefrorene Gezeitenwölbung. Und anscheinend dachten nicht nur Science-Fiction-Autoren, sondern sogar einige Wissenschaftler, dass die Atmosphäre der gefrorenen Flutwelle nicht folgen würde, wodurch es möglich wäre, von der Atmosphäre ins Vakuum zu gehen.

Die Berechnung und Vorhersage der genauen Umlaufbahn des Mondes ist sehr kompliziert, da viele Faktoren die Genauigkeit von Berechnungen und Vorhersagen beeinflussen. Der Astronom Peter Andreas Hansen (1795-1874) behauptete 1854, dass der Mond eine enorme Wölbung wie ein riesiger Berg gegenüber der Erde habe. Und es wurde spekuliert, dass sich die gesamte Luft und das gesamte Wasser auf dem Mond auf der anderen Seite befanden, die nicht sichtbar war und viel niedriger lag.

Professor Simon Newcomb (1835-1909) zeigte, dass der Mond nicht annähernd so eiförmig sein kann, wie behauptet wird.

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00033798400200361

In den letzten Jahrzehnten hatte eine fiktive Welt eine etwas ähnliche Form, Jinx in der Reihe kNown Worlds von Larry Niven.

Die Welt ist ein Satellit eines Gasriesen namens Binary im Sirius-A-System und beherbergt eine menschliche Kolonie. Jinx ist sechsmal massiver als die Erde und sehr dicht, mit einer Oberflächengravitation von etwa dem 1,78-fachen der Erdgravitation. Sein Nickel-Eisen-Kern hat den halben Durchmesser der Erde, der Rest besteht aus felsigem Mantel und Kruste. Sein auffälligstes Merkmal ist seine Form, die eines gestreckten Sphäroids (eine Rugbyball- oder Eiform). Die Form von Jinx wurde festgelegt, als es sich in einer nahen Umlaufbahn zu seiner Primärbahn befand, was zu Gezeitenkräften führte, die stark genug waren, um diese Form zu erzeugen. Im Laufe der Zeit haben Gezeiteneffekte dazu geführt, dass Jinx von seiner ursprünglichen Form zurückgegangen ist, während der Planet gleichzeitig abgekühlt und starrer geworden ist und seine verzerrte Form beibehalten hat. Die durch diese ungewöhnliche Form verursachten extremen Höhenunterschiede haben zu fünf unterschiedlichen Umweltzonen geführt.

Entlang des Meridians, wo die Atmosphäre am dicksten ist, verläuft ein schmales Hochdruckband, das für die menschliche Besiedlung nicht geeignet ist. Auf beiden Seiten des Meridians befinden sich zwei Zonen oder Bänder, in denen die Atmosphäre für die menschliche Besiedlung geeignet ist. Diese sind als East Band (Heimat der gut entwickelten Kolonie) und West Band (immer noch eine sich entwickelnde Grenze) bekannt. Die "Spitzen" des Sphäroids sind das East End und das West End, die aus der Atmosphäre des Planeten in das Vakuum des Weltraums ragen. Dies macht die Enden unbewohnbar, aber hervorragend für die Vakuumindustrie geeignet.

Damit die Kruste relativ zum Ozean und zur Atmosphäre in der Höhe variiert, muss der Körper steif genug sein, um seine Form unter seiner eigenen Schwerkraft beizubehalten. Jinx hat einen deutlichen Mangel an radioaktivem Material, so dass es schneller abkühlt und steifer wird. Es gibt auch häufige Erdbeben, da die eigene Schwerkraft von Jinx versucht, ihn in ein hydrostatisches Gleichgewicht zu bringen, in dem die Schwerkraft an jedem Punkt senkrecht zur Oberfläche steht. Es ist nicht klar, ob das Gestein tatsächlich starr genug sein könnte, um eine solche Abweichung vom Gleichgewicht über geologische Zeitskalen aufrechtzuerhalten.

https://larryniven.fandom.com/wiki/Jinx

Wenn die Jinxian-Atmosphäre die gleiche Skalenhöhe wie die Erdatmosphäre hat, wäre eine Entfernung von 100 bis 200 Kilometern an jedem Ende etwa das 11- bis 24-fache der Skalenhöhe der Atmosphäre. Wenn also der Durchmesser von Jinx etwa 200 bis 400 Kilometer länger durch die Enden als über den Meridian wäre, würde er von einer atembaren Atmosphäre zu einer Dichte so dünn wie an der Karmen-Linie oder möglicherweise viel dünner werden, während der Planet immer noch fast aussehen würde kugelförmig von der Seite.

Es gibt also zwei Fragen.

Erstens) Könnten Felsen steif genug sein, um so hohe gefrorene Gezeitenwölbungen an den beiden Enden aufrechtzuerhalten?

Zweitens: Würde die Form der Atmosphäre der Form der gefrorenen Gezeitenwölbungen folgen und überall die gleiche Dichte in Bodennähe haben?

Oder wäre die Atmosphäre eine Kugelform, deren Mittelpunkt der Schwerpunkt des Planeten ist, sodass die beiden Enden in den Weltraum hinausragen? Die gefrorenen Gezeitenausbuchtungen würden durch die Rotation von Jinx nicht aufrechterhalten, sodass die Rotation keine Luft zu den beiden Enden von Jinx drücken würde?

Oder könnte die Form der Atmosphäre aufgrund verschiedener Kräfte, die auf sie einwirken, etwas zwischen diesen beiden Extremen liegen?

Eine Welt, deren Kern fast vollständig aus Eisen besteht, mit einer sehr, sehr dünnen Kruste und einem Mantel, könnte eine solche Form möglicherweise besser aufrechterhalten als eine Welt mit einer normalen Menge an Kruste und Mantel.

Es gibt wahrscheinlich viele Welten mit gefrorenen Flutwellen.

Ich werde später mit weiteren Vorschlägen zurückkommen.

[Hinzugefügt am 21.10.21]

Hier sind einige weitere Beobachtungen.

Die Venus hat ein maximales Oberflächenrelief von etwa 13 Kilometern, was etwa 0,8176 der Skalenhöhe ihrer Atmosphäre von 15,9 Kilometern entspricht.

Die Erde hat einen Höhenbereich von etwa 19,777 Kilometern, was 2,3268 ihrer atmosphärischen Skalenhöhe von 8,5 Kilometern entspricht.

Der Mars hat eine Höhenreichweite von etwa 29.400 Kilometern, was 2,6486 seiner atmosphärischen Skalenhöhe von 11,1 Kilometern entspricht.

Was habe ich gesagt, war die minimal mögliche atmosphärische Dichte, die für Menschen atembar sein könnte?

Möglicherweise so niedrig wie 61 mm Hg oder 81,13266 mbar bis 69 Millimeter Quecksilbersäule (mm Hg) oder 91,99229 mbar.

Und was war die niedrigste Höhe, die einige Leute für die Karmen-Linie des Planeten Erde, den Rand des Weltraums, vorgeschlagen haben?

Etwa 70 bis 80 Kilometer. Also schrieb ich:

Ich stelle fest, dass 8 mal 8,5 68 ist. Eine Höhe von 68 Kilometern wäre ungefähr das 8-fache der Skalenhöhe der Erdatmosphäre und hätte einen Druck von ungefähr 0,3401895 mb.

61 bis 69 mm HG oder 81,13266 bis 91,99229 mb. Und das ist etwa das 238,49- bis 270,414-fache eines Drucks von 0,3401895 mb.

Welche Skalenhöhe ist also erforderlich, um den atmosphärischen Druck um das 238,49- bis 270,414-fache zu reduzieren. Eine Skalenhöhe ändert den atmosphärischen Druck um e , was ungefähr 2,71828 entspricht. Also 2 Skalenhöhen (sh) ändern den Druck um das 7,389-fache, 3 sh ändern den Druck um das 20,085-fache, 4 sh ändern den Druck um das 54,598-fache, 5 sh ändern den Druck um das 148,41265-fache und 6 sh ändern den Druck um das 403,427-fache, was mehr sein sollte als genug, um vom niedrigsten atmosphärischen Druck, der von Menschen atmet werden kann, zum höchsten Druck an der niedrigsten vorgeschlagenen Karmen-Liniengrenze des Weltraums zu gelangen.

Und ein Höhenunterschied von 6 Skalenhöhen ist das 2,545-fache des Höhenunterschieds auf der Erde mit der Erdoberflächengravitation, den geologischen Kräften und der Stärke der Oberflächenmaterialien, und es ist das 2,648-fache des Höhenunterschieds auf dem Mars mit der Marsoberflächengravitation, den geologischen Kräften und der Stärke von Oberflächenmaterialien.

Vielleicht möchten Sie also überlegen, ob es für einen erdähnlichen Planeten möglich ist, einen Unterschied zwischen seiner niedrigsten und höchsten Erhebung zu haben, der 6 Skalenhöhen der Atmosphäre und 2 bis 3 mal so groß ist wie auf der Erde.

Können Granit, Basalt oder andere Gesteine ​​stark genug sein? Kann Eisen stark genug sein?

Wenn die Antwort auf eine der Fragen Ja lautet, kann das Problem gelöst werden.

Siehe auch diese Frage:

https://earthscience.stackexchange.com/questions/20242/why-is-olympus-mons-the-largest-volcano-in-the-whole-solar-system

Und die anderen Quellen, auf die es verweist.

Empfehlung drei.

Oder vielleicht möchten Sie den höchsten Berg auf Ihrem Planeten aus viel stärkerem Material bauen, aus dem die Erde besteht, so dass die höchste Bergspitze auf Ihrem Planeten viel höher über der niedrigsten Grube auf der Oberfläche des Planeten liegen kann.

Und wo ist solches Material, das stärker ist als Granit und anderes Gestein?

Die Erde hat viel davon, einen ganzen Kern aus einer Eisen-Nickel-Legierung, und alle terrestrischen Planeten haben das auch.

Wie wir alle wissen, ist der massereichere Planet dichter, wenn zwei Planeten aus den gleichen durchschnittlichen Materialien bestehen, da seine größere Schwerkraft seine Materialien komprimiert und sie dichter als ihre natürliche Dichte macht.

Die Erde hat eine Masse von 1 Erdmasse und eine durchschnittliche Dichte von 5,514 Gramm pro Kubikzentimeter.

Venus hat eine Masse von 0,85 Erdmasse und eine Dichte von 5,243 Gramm pro Kubikzentimeter, 0,95 der Erde.

Mars hat eine Masse von 0,107 Erdmasse und eine Dichte von 3,9335 Gramm pro Kubikzentimeter, 0,71333 der Erde.

Der Mond hat eine Masse von 0,0123 Erdmasse und eine Dichte von 3,334 Gramm pro Kubikzentimeter, 0,6046 der Erde.

Da Merkur eine Masse hat, die zwischen der von Mond und Mars liegt, sollte er eine Dichte haben, die zwischen der von Mond und Mars liegt.

Quecksilber hat eine Masse von 0,55 der Erdmasse und eine Dichte von 5,427 Gramm pro Kubikzentimeter, 0,984 der Erde.

Die durchschnittliche Dichte von Merkur ist größer als die des Mars und sogar größer als die der Venus. Und das liegt daran, dass der dichte Nickel-Eisen-Kern von Merkur einen viel größeren Anteil am Volumen von Merkur ausmacht als bei anderen Planeten.

Geologen schätzen, dass der Kern von Merkur etwa 55 % seines Volumens einnimmt; für die Erde beträgt dieser Anteil 17 %. 2007 veröffentlichte Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Quecksilber einen geschmolzenen Kern hat.[34][35] Um den Kern herum befindet sich ein 500–700 km langer Mantel, der aus Silikaten besteht. Basierend auf Daten der Mariner 10-Mission und erdgestützten Beobachtungen wird die Kruste von Merkur auf eine Dicke von 35 km (22 Meilen) geschätzt.[38]

https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(planet)#Internal_structure

Zum Vergleich: Die Erde hat eine etwa 35 Kilometer tiefe Kruste und einen Mantel bis etwa 2.890 Kilometer, dann den äußeren Kern bis etwa 5.150 Kilometer und den inneren Kern bis in die Mitte.

Was wir brauchen würden, wäre ein Planet mit einer viel dünneren Kruste und einem viel dünneren Mantel über einem großen Kern. Möglicherweise bildete sich der Planet mehrmals so groß wie die Erde und wurde von einem anderen sich bildenden Planeten getroffen und verlor den größten Teil seines Materials, einschließlich fast seines gesamten Mantels und seiner Kruste.

Es könnte also eine Kruste und einen Mantel nur 100 Kilometer tief über seinem Eisenkern haben. Und dann muss es irgendwie mit einem anderen, meist eisernen Körper kollidiert sein, der einen Durchmesser von mehreren hundert Kilometern hatte.

Möglicherweise führte eine zufällige Begegnung dazu, dass der Planet den Körper in einer sehr engen und rückläufigen Umlaufbahn einfing. Monde in retrograden Umlaufbahnen um ihre Planeten drehen sich langsam nach innen und stürzen nach Milliarden oder Billionen von Jahren auf ihre Planeten. Sie möchten also, dass das kleinere Objekt in einer rückläufigen Umlaufbahn eingefangen wird, die sehr nahe am Planeten liegt, sodass es nach nur Millionen von Jahren sehr schnell spiralförmig eindringt.

Und dann würde der kleinere Eisenkörper auf dem Planeten landen und in die Kruste und den Mantel sinken, wobei er allmählich die weniger dichte Materie der Kruste und des Mantels beiseite schob, bis er auf dem Eisenkern des Planeten zur Ruhe kam.

Wie breit müsste das kleinere Objekt sein, um durch die Kruste und den Mantel zu ragen und mindestens etwa 6 Skalenhöhen über der Oberfläche zu stehen?

Die Erdatmosphäre hat eine Skalenhöhe von 8,5 Kilometern, also müsste das kleinere Objekt bei dieser atmosphärischen Skalenhöhe mindestens etwa 51 Kilometer herausragen.

Bei einer Skalenhöhe von 5 Kilometern müsste das Eisenobjekt etwa 30 Kilometer hochragen.

Wenn die Skalenhöhe 6 Kilometer beträgt, müsste sie 36 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 7 Kilometer beträgt, müsste sie 42 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 8 Kilometer beträgt, müsste sie 48 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 9 Kilometer beträgt, müsste sie 54 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 10 Kilometer beträgt, müsste sie 60 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 11 Kilometer beträgt, müsste sie 66 Kilometer hochstehen.

Wenn die Skalenhöhe 12 Kilometer beträgt, müsste sie 72 Kilometer hochstehen.

Und wenn die Kruste und der Mantel des Planeten etwa 100 Kilometer dick sind, müssen wir 100 Kilometer zum Durchmesser des Objekts hinzufügen, damit es auf dem äußeren Rand des Eisenkerns des Planeten ruhen kann, wodurch der Gesamtdurchmesser von das Objekt mindestens etwa 130 bis 172 Kilometer über der Oberfläche des Eisenkerns.

Aber ich vermute, dass das Eisen im Laufe von Millionen und Milliarden Jahren langsam nach unten fließen wird und das ursprünglich grob kugelförmige Eisenobjekt in einen ziemlich flachen Kegel verwandelt. Das ursprünglich etwa kugelförmige Objekt muss also um ein Vielfaches breiter als 130 bis 172 Kilometer gewesen sein, um nach dem Abflachen über Äonen immer noch so hoch zu sein.

Dabei gibt es nur ein kleines Problem.

Die Landung.

Wenn ein großer eiserner Asteroid auf der Oberfläche des Planeten landet, wird es wahrscheinlich einen sehr großen Absturz geben. Wenn der Planet und der eiserne Asteroid in Millionen von Stücken zerschmettert werden und sich langsam zu einer einzigen Welt zusammenschließen, wird das nichts nützen. Der Eisenkern, die Kruste und die Mantelfragmente werden alle miteinander vermischt und nicht stark genug sein, um Berge von mehreren zehn Kilometern Höhe zu tragen. Und im Laufe der Zeit werden sie sich schichten, wobei das Eisen in den Kern des neuen Planeten absinkt, wodurch das Oberflächenmaterial noch weniger stark genug für solche Höhenlagen ist.

Und wenn die Kollision beide Körper zu geschmolzener Lava erhitzt, werden sie sich vermischen und das schwerere Eisen-Nickel wird den Kern allmählich versenken und die leichteren Mantel- und Krustenmaterialien werden allmählich nach oben steigen, und die Materialien, die zum Bauen von Bergen zur Verfügung stehen, werden nicht stärker sein als auf der Erde.

Möglicherweise hat eine fortgeschrittene Zivilisation einen riesigen Eisenberg sanft auf der Oberfläche des Planeten platziert, indem sie Raumschiffe mit Antigravitationsantrieb und Traktorstrahlen benutzte, um ihn in Position zu bringen, um eine gewaltige Explosion zu vermeiden, die die verschiedenen Materialien miteinander vermischen könnte.

Empfehlung vier.

Ein äquatorialer Grat.

Iapetus, ein Mond des Saturn, hat einen massiven äquatorialen Bergrücken, der sich zu drei Vierteln um seinen Äquator erstreckt.

Stellen Sie sich vor, dass ein großer Planet, der mehrere Male so massereich wie die Erde ist, von einem anderen Planeten getroffen wird und sie explodieren. Fast die gesamte Masse der beiden Planeten geht verloren. Aber die meisten ihrer schwereren Eisenkerne bleiben in der Nähe des Kollisionsraums und formen sich allmählich zu einem neuen Planeten um, der fast ausschließlich aus Nickel-Eisen besteht.

Dann kollidiert eine andere, viel kleinere Welt mit dem hauptsächlich aus Eisen bestehenden Planeten und schlägt viel Eisen vom Planeten. Ein Großteil dieses Eisens verbleibt in der Umlaufbahn um den hauptsächlich aus Eisen bestehenden Planeten. Im Laufe der Zeit ziehen die Gravitationskräfte diese Eisenpartikel in einen dünnen, aber breiten Ring, der den Äquator des Planeten umkreist.

Und wenn viele dieser Teilchen zufällig in einer rückläufigen Umlaufbahn umkreisen und nahe genug am Planeten sind, werden sie sich allmählich nach innen winden und schließlich am Äquator des Planeten landen. Im Laufe von Jahrtausenden und Millionen von Jahren werden Unmengen von Eisenbrocken auf den Äquator regnen und sich zu einem Äquatorkamm auftürmen.

Da Eisen stärker ist als Stein, könnte ein eiserner Äquatorkamm viel höher sein als ein steiniger Äquatorialkamm. Und möglicherweise werden spätere Einschläge viel Steinmaterie auf den Planeten bringen und er wird mit einer mehrere Kilometer dicken Steinschicht bedeckt sein, an deren Basis jedoch der Eisengrat immer noch Dutzende Kilometer über dem Boden herausragt.

Empfehlung fünf.

Und natürlich ist es einem Autor immer möglich, es zu fälschen.

Wenn es unmöglich scheint, einen Planeten mit ausreichendem Höhenunterschied zu haben, um eine atembare Atmosphäre in den tiefsten Mulden und Luft so dünn wie die niedrigstmögliche Karmen-Linie auf dem Gipfel der höchsten Berge zu haben, kann ein Schriftsteller immer versuchen, etwas Überzeugendes zu schreiben, das dies tut verschleiern die Tatsache, dass es unmöglich ist.

Stellen Sie sich einen Planeten mit Gezeitensperre vor, der mit einer Rotationsperiode umläuft, die gleich lang ist wie seine Umlaufzeit um den Stern. So wird die eine Seite des Planeten immer dem Stern zugewandt sein und ewigen Tag und große Hitze haben, und die andere Seite wird immer vom Stern abgewandt sein und ewige Nacht und große Kälte haben.

Und man stellt sich gewöhnlich vor, dass eine solche Welt kein Leben haben könnte, weil all ihre Luft und ihr Wasser auf der Tagseite verdampfen und zur Nachtseite fließen würden, und dort abkühlen, kondensieren und fest gefrieren würden und nie wieder zum Tag zurückkehren würden Seite wieder.

Eine Seite des Planeten wäre eine heiße Wüste ohne Luft oder Wasser, die andere Seite wäre eine kalte, gefrorene Wüste ohne Luft oder flüssiges Wasser.

In der Dämmerungszone zwischen heißer und gefrorener Seite mögen die Temperaturen lebensecht sein, aber weder Luft noch Wasser würden dauerhaft dort bleiben – auf der Nachtseite würde alles schließlich festfrieren.

Und es gibt einige Kontroversen darüber, ob das tatsächlich der Fall wäre oder ob eine anständig dichte Atmosphäre und Hydrosphäre die Wärme gleichmäßig über den Planeten verteilen würde.

Aber nehmen wir an, der Planet hat eine sengend heiße Tagseite und eine eiskalte Nachtseite.

Wenn der Planet irgendeinen Vulkanismus aufweist, könnten Vulkane etwas Gas abgeben, was dem Planeten eine sehr dünne Atmosphäre verleiht, die auf der Nachtseite ständig gefriert. Daher würde es immer einen sehr schwachen Wind von der heißeren Tagseite zur kalten Nachtseite geben.

Triton, der Mond von Neptun, hat eine sehr dünne Atmosphäre mit einem Druck von 14 Mikrobar, 14 Millionstel Bar. Aber es gibt Hinweise auf Winde auf Triton.

1989 entdeckte Voyager 2, dass nahe der Oberfläche Winde mit einer Geschwindigkeit von etwa 5–15 m/s nach Osten oder Nordosten wehen. 1 Ihre Richtung wurde durch Beobachtungen dunkler Streifen über der südlichen Polkappe bestimmt, die sich im Allgemeinen von Südwesten nach Nordosten erstrecken. Es wird angenommen, dass diese Winde mit der Sublimation von Stickstoffeis von der Südkappe zusammenhängen, als 1989 auf der Südhalbkugel Sommer war. 1 Der gasförmige Stickstoff bewegt sich nach Norden und wird durch die Coriolis-Kraft nach Osten abgelenkt, wodurch ein Antizyklon nahe der Oberfläche entsteht . Die troposphärischen Winde sind in der Lage, Material mit einer Größe von über einem Mikrometer zu bewegen und so die Streifen zu bilden. 1

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Triton

Also, egal wie dünn die Gase auf dem Planeten sind, ich würde erwarten, dass es einen Wind gibt, der von der heißen Seite zur kalten Seite weht.

Und vielleicht könnte in der Nähe des Terminators ein tiefes Tal oder ein Krater oder eine Senke sein, die von Vulkanen erhitzt wird, die etwas Gas produzieren, und mit genügend Licht, damit Pflanzen wachsen und Kohlendioxid in Sauerstoff umwandeln können.

Und die Atmosphäre könnte kaum dicht genug sein, damit Menschen atmen können. Und Luft, die über die Spitze der Senke aufsteigt, würde vom Wind von der heißen Seite erfasst und auf die kalte Seite geblasen.

Das zu sagen, würde das Problem nicht lösen, dass die höchsten Berge mindestens 6 Atmosphärenhöhen und damit Dutzende von Kilometern höher sind als die tiefsten Teile dieser Senke. Es wäre immer noch das Problem, ob irgendein Gestein für solch große Höhenunterschiede stark genug wäre.

Wenn irgendein Gestein für einen Höhenunterschied von 6 Skalenhöhen und Dutzenden von Kilometern ausreichend stark ist, muss nicht der Wind heraufbeschworen werden, der alle Gase wegbläst, die sowieso aus der Senke aufsteigen. Und solch ein Wind wird die Notwendigkeit von mindestens sechs Skalenhöhen des Höhenunterschieds auf dem Planeten nicht beseitigen.

Es macht also keinen Unterschied.

Aber wie ein Bühnenmagier kann ein Autor indirekte Mittel verwenden, um eine Illusion zu erzeugen. Wenn Charaktere darüber sprechen, dass der Wind von der heißen Seite alle Gase wegbläst, die über den Rand der Senke aufsteigen, könnte der Leser den Eindruck bekommen, dass es eine scharfe Grenze zwischen Luft gibt, die kaum dicht genug zum Atmen ist, und Luft, die so dünn ist, dass sie fast war ein Vakuum.

Die Leser erkennen möglicherweise nicht, dass der Druck in der Atmosphäre mit der Höhe allmählich abnehmen muss, und akzeptieren, dass der Wind in einer bestimmten Höhe einen scharfen Druckabfall verursachen kann.

Empfehlung sechs.

Ein wirklich beängstigendes Szenario.

Und eine andere Möglichkeit ist, dass die Atmosphäre auf einer bestimmten Höhe durch die größere Schwerkraft eines benachbarten astronomischen Körpers abgetragen wird. Das große Problem dabei ist natürlich, den benachbarten astronomischen Körper massiv genug und/oder nah genug zu machen, um die Atmosphäre bis auf die Höhe selbst der höchstmöglichen Berge zu entfernen.

Möglicherweise wird der Planet also von einem urzeitlichen Schwarzen Loch in geringer Höhe umkreist. Oder wenn das ursprüngliche Schwarze Loch massereicher ist als der Planet, wird der Planet das ursprüngliche Schwarze Loch umkreisen.

Und das klingt wie ein weiterer Fall, in dem ein Autor in der Lage sein könnte, ein gutes Gespräch zu führen und Umwege zu verwenden, um die Leser davon abzuhalten, zu erkennen, dass es im wirklichen Leben nicht so funktionieren würde, wie es in der Geschichte der Fall wäre.

Hinzugefügt am 26. Oktober 2021.

Hier ist ein Link zu einer Frage über die möglichen Höhen von Bergen.

https://astronomy.stackexchange.com/questions/47211/why-do-venus-earth-and-mars-have-tall-volcanoes-but-the-moon-mercury-and-io

Und Links zu vielen anderen Fragen und Antworten und Artikeln.

https://earthscience.stackexchange.com/questions/20242/why-is-olympus-mons-the-largest-volcano-in-the-whole-solar-system

https://astronomy.stackexchange.com/questions/917/does-a-planets-mass-or-gravity-affect-the-height-of-its-mountains

https://earthscience.stackexchange.com/questions/9745/how-high-can-a-mountain-possibly-get

https://www.newscientist.com/article/mg22430002-500-glacial-buzz-saw-takes-mountains-out-at-the-knees/

https://arstechnica.com/science/2020/06/plate-tectonics-vs-erosion-what-sets-the-height-of-a-mountain-range/

https://earthscience.stackexchange.com/questions/5407/why-is-mauna-kea-taller-than-the-maximum-height-possible-on-earth

https://skeptics.stackexchange.com/questions/5848/can-mountains-on-earth-grow-higher-than-49-000-feet-15-000-m

Und diese können bei der Entscheidung helfen, welche Art von Welt einen maximalen Höhenbereich von mindestens 6 atmosphärischen Skalenhöhen und somit mindestens mehrere zehn Kilometer haben könnte.