Жизнепригодные планеты с экзотическими условиями

[crazy_terraformer]

Я уверяю, водород взрывается в широчайшем диапазоне концентраций и температур. И при этом безо всяких катализаторов. Не надо с этим шутить.

Дирижабли летали себе летали. Пока один из них не взорвали.
Межатомные связи в молекуле водорода очень прочные, и для того, чтобы водород мог прореагировать с чем-либо, должно быть потрачено много энергии:
 H₂->2H-432кДж
Поэтому при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием:
Ca + H₂->CaH₂
и с единственным неметаллом — фтором, образуя фтороводород:
F₂ + H₂ -> 2HF реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

С большинством металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, при освещении:
O₂ + 2H₂ -> 2H₂O
Cl₂ +H₂ -> 2HCl реакция протекает со взрывом, только на свету.
Таким образом надо, чтобы планета была достаточно далеко, чтобы её свет не вызвал цепную реакцию горения водорода или слой водорода должен быть отделён от основного объёма кислорода каким-нибудь газом, либо если планета терраформирована, должны быть электролизёры, компенсирующие образование воды её электролизом.

[Константин ВАРБ]

Могут ли существовать планеты с парниковым слоем водорода во внешних слоях атмосферы?
 Но в нижних слоях атмосфера :
a) азотная;
b) азотно-кислородная;
c) азотно-кислородно-углекислотная ;

Как вариант это может быть результат терраформирования отдаленных от звезды планетоидов.

В принципе вероятно возможно такое вот:
Верхний слой водородный,
ниже аммиачно водородный
ниже азотно-аммиачно-водородный  даже с примесью других газов в том числе и кислорода. (даже дышать человеку можно будет, если как-то азот и аммиак убрать)
(некоторые глубоководные смеси состоят из водорода с малой примесью кислорода) 

[pkl]

Если нет, то водородная планета возле Сатурна солнцеподобной звезды будет представлять скучный и вялый мир одноклеточных анаэробов.

С энергетикой в водородном мире у живых организмов будет похуже, чем в кислородном. Но не факт, что это отличие в 1,5-3 раза (в зависимости от того какой путь метаболизма и резервные соединения-накопители энергии выберут в той биосфере) будет иметь такие уж катастрофические последствия для формирования сложных организмов.

Тормоза будут страшные. Т.е. под вопросом наличие активных подвижных форм. Эволюция остановится на чём то вроде губок. Эдиакарская биота?

[Vavanzer]

Температура же тропопаузы всегда близка к радиационной температуре планеты, т.е. зависит по сути в основном от потока излучения от звезды и альбедо планеты.

Мне не понятно, каким  образом будет обеспечиваться такой сильный градиент,  с 300К до 80К в верхних слоях. Будут сильны конвективные потоки, "термики". Они будут утаскивать  тепло в высоту и там излучать... На Земле такое имеет место, но по причине иного состава имеет соотв. другой характер.. С водородной же атмосферой тема другая. Водород более текучий, имеет в 8 раз меньшую плотность при тех же температурах.
Т.е выходит, будут оч дикие потоки, да и атмосфера будет выше.

Моделирования по ходу не учитывают динамику потоков масс подогреваемых у поверхности.

[AlexAV]

Мне не понятно, каким  образом будет обеспечиваться такой сильный градиент,  с 300К до 80К в верхних слоях.

Элементарно. При адиабатическом распределение температур по высоте атмосфера конвективно устойчива (т.е. конвективных потоков в ней не возникает). Для развития конвекции надо чтобы вышележащий слой был плотнее ниже лежащего, если же высотный темпертаурный градиент не выше



то плотность воздуха с высотой падает и никакого конвективного переноса происходить не может.

 

Моделирования по ходу не учитывают динамику потоков масс подогреваемых у поверхности.

Учитывает (как все современные климатические модели).

[AlexAV]

Тормоза будут страшные. Т.е. под вопросом наличие активных подвижных форм. Эволюция остановится на чём то вроде губок. Эдиакарская биота?

На сколько существенной проблемой является меньшая калорийность пищи не очень понятно. Но там будет и другая, вероятно более серьёзная проблема. На расстояние 5 а.е. поток солнечного излучения в 25 раз ниже чем на орбите земли, плюс к этому плотная атмосфера с несколькими слоями облачности (верхний - углеводородные облака, ниже - из сухого льда и аммиака, и нижний слой - водяные). В результате поток ФАР на поверхности будет только один-два процента от его уровня на Земле. Продуктивность экосистем будет соответствующей. Так что действительно похоже, что будут только губки и черви...

[Vavanzer]

Элементарно. При адиабатическом распределение температур по высоте атмосфера конвективно устойчива (т.е. конвективных потоков в ней не возникает). Для развития конвекции надо чтобы вышележащий слой был плотнее ниже лежащего, если же высотный темпертаурный градиент не выше



то плотность воздуха с высотой падает и никакого конвективного переноса происходить не может.

Вот тольков реальной природе это не так. пообщайтесь с парапланеристами хотяб)))   Даи смерчи не сами посебе возникают, от нечего делать)

Причина - подогрев поверхности, а уж потом атмосферы. В итоге имеем легкие нижние слои, и восходящие пузыри с вихрями . Так же и с нисходящими потоками

Все это дело перемешивается. теплые  потоки вверху дают избыток отдачи излучением. Суммарный парниковый эффект уменьшается

[AlexAV]

Вот тольков реальной природе это не так.

В реальной природе происходит именно так как я написал выше. Рекомендую вам изучить хотя бы азы физики атмосферы (для начального знакомства весьма рекомендую книгу Чемберлен Дж. Теория планетных атмосфер).

Конвекция начинается только тогда, когда высотный градиент температур выше адиабатического.

Все это дело перемешивается. теплые  потоки вверху дают избыток отдачи излучением. Суммарный парниковый эффект уменьшается

Любая (даже самая простая 1D) радиационно-конвективная модель всё это корректно учитывает.

[Юрий Б.]

Обитаемая планета у красного карлика обязана прогреваться до сотен градусов? Так это и Венера, например, делает, но жизни там почему-то нет.

С чего Вы взяли?

[Инопланетянин]

А вы считаете, что жизнь на Венере есть? Мои соболезнования, что уж.

[Vavanzer]

В реальной природе происходит именно так как я написал выше. Рекомендую вам изучить хотя бы азы физики атмосферы (для начального знакомства весьма рекомендую книгу Чемберлен Дж. Теория планетных атмосфер).

Конвекция начинается только тогда, когда высотный градиент температур выше адиабатического.

Не совсем понялчто кчему...

В земной атмосфере идут непрерывные конвективные движения, куча потоков разных масштабов. Вина всему - прогретая поверхность, которая греет воздух который поднимается вверх и замещается более холодным.
Этими потоками пользуются птицы и любители полетать. Высота потоков до 3.5 км в легкую доходит. А были случаи когда затягивало на "запредельные" высоты, люди чудом выживали , без кислородной маски...

Суть в том, что этот процесс, вертикального перемешивания и переноса тепла в верхние разреженные слои, в конечном итоге подпитывает слои которые излучают "безвозвратно"...

[AlexAV]

Не совсем понялчто кчему...

Вертикальный конвективный перенос возможен лишь в том случае, если высотный градиент температур выше критического значения. Если же он меньше него, то несмотря на то, что верхний слой холодее нижнего, никакой конвекции не идёт. В результате в малопрозрачной для ИК тропосфере высотный градиент всегда оказывается близок к этому критическому значению.

Суть в том, что этот процесс, вертикального перемешивания и переноса тепла в верхние разреженные слои, в конечном итоге подпитывает слои которые излучают "безвозвратно"...

Только в ограниченных пределах (определяемых условиями конвективной устойчивости). Наличию парниковых свойств тропосферы это не мешает (хотя и влияет на его количественные значения, что однако все климатические модели конечно же учитывают).

[Vavanzer]

Вертикальный конвективный перенос возможен лишь в том случае, если высотный градиент температур выше критического значения. Если же он меньше него, то несмотря на то, что верхний слой холодее нижнего, никакой конвекции не идёт. В результате в малопрозрачной для ИК тропосфере высотный градиент всегда оказывается близок к этому критическому значению.

Т.е вы утверждаете, что в Земной атмосфере вертикальные  потоки практически сведены к нулю?

А самое то интересное, что в атмосфере поглощающей ИК диапазон градиент будет выше критического))) Конвекция вырастет многократно, будет сильнее и выше. К контактному подогреву добавится ИК прогрев нижних слоев...

  Корочь, чем сильнее парниковый эффект по ИК поглощению, тем сильнее буйство  стихии получим, изза возросших перепадов. Количество энергии  в кинетическом обороте будет больше.
 В случае же с ИК-прозрачной атмосферой, но более плотной,  получаем меньший градиент, состояние адиабатического равновесия, большую теплоемкость, меньшую скорость ветров у  поверхности, и сглаженный климат на всех широтах. Температура будет выше, чем при менее плотной и того же состава...

[AlexAV]

Т.е вы утверждаете, что в Земной атмосфере вертикальные  потоки практически сведены к нулю?

Где я это утверждал? Не равен, т.к.  распределение температур обеспечиваемое только радиационным равновесием, оказывается конвективно неустойчивым. Однако температура тропопаузы  при этом (как и радиационная температура планеты) естественно не равна температуре поверхности. Собственно различие радиационной температуры планеты и температуры поверхности и есть парниковый эффект. И конвекция его к нулю его свести неспособна.

Для планеты с водородной атмосферой  всё аналогично. Только парниковый эффект намного сильнее. Т.е. радиационная температура около 100К, а температура поверхности - 300К. Конвекция этому совершенно не припятствует.

P.S. Это Вы пытаетесь доказать, что температура тропопаузы должна быть равна температуре поверхности планеты. Что есть конечно абсолютная чушь. В том числе и для Земли естественно.

[Vavanzer]

P.S. Это Вы пытаетесь доказать, что температура тропопаузы должна быть равна температуре поверхности планеты.  Что есть конечно абсолютная чушь. В том числе и для Земли естественно.

Я пытаюсь доказать, что температура у поверхности зависит от плотности гораздо больше чем от состава.  Падение температуры с высотой тому пример...

Вообще, данные бы по прозрачности и коэфициенту поглощения разных газов в зависимости от концентрации раздобыть бы. Плюс полосы поглощения по каждому.

[Vavanzer]

Ссылки кое какие нашел))

1. Таблица с поглощением и % поглощенной энергии
https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%B8%20%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B0&img_url=http%3A%2F%2Fforum.ixbt.com%2Fpost.cgi%3Fid%3Dattach%3A64%3A2366%3A1763%3A1.gif&pos=0&rpt=simage

2. график распределения поглощения воздуха
https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%B8%20%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B0&img_url=http%3A%2F%2Fwww.e-reading.club%2Fillustrations%2F1023%2F1023890-i_025.png&pos=3&rpt=simage

3. просто интересные статьи о реальной роли СО2 в потеплении.
http://sibac.info/conf/science/x/37299
http://elementy.ru/news/430432

Предположительно, количество СО2 было в 10-12 раз больше 300милионов лет назад))

[Vavanzer]

Кое что дошло)))

Адиабатический градиент, термодинамическое равновесие возможно только  при определенной кривой перепада.

Т.е в разных атмосферах будем иметь разное соотношение кинетического и узлучаемого переноса.

Если пренебречь ИК поглощением, то высотный перепад температур зависит от конвективных особенностей. Приповерхностный воздух не может нагреваться выше опр. температуры, так как усилится вертикальное перемешивание, восходящие потоки. Ниже- оно останавливается.
Это как потоки в нагреваемой в кастрюле воде ниже температуры кипения. Чем больше подача энергии тем интенсивнее потоки, из-за снижения плотности нижних слоев.