Jak by vypadal svět na bázi čpavku?

Voda má několik účinků na Zemi, které pocházejí z jejích vlastností.

• Zmrazování a rozmrazování vody má velmi vysoké náklady na energii, stejně jako čpavek
• Kapalná voda je nejhustší ve 4 stupňů, nemrznoucí
• Alkalická rozpustnost amoniaku
• Amoniak je hořlavý

Jeden předpoklad – s výjimkou amoniaku, složení planety je většinou podobný Zemi.

Stojím na planetě a domnívám se, že uvidíte velmi hluboké modré oceány. I když je amoniak sám o sobě bezbarvý, stopové množství přítomných alkalických kovů dodá amoniaku tmavě modrý vzhled. „Oceány“ a jiné vysoké koncentrace amoniaku až rozpuštěných kovů by byly velmi modré. Jezera a potenciálně řeky, které mají více rozpuštěných kovů, začnou mít kovový vzhled a začnou velmi snadno vést elektřinu. Mohly by vzniknout některé zajímavé obloukové bouřky na řekách a jezerech.

„Led“ bude odsunut do hloubky těchto jezer a oceánů, ne na povrch.

Klima by bylo mnohem jednodušší … proudy a systémy rozvodu tepla na Zemi velmi závisí na různých hustotách vody při různých teplotách. Ve světě čpavku bude led na dně s postupně teplejším čpavkem až k povrchu. Vaše póly budou zmrzlé a tropy budou mimořádně vlhké (vlhký amoniak?). Mezi těmito dvěma regiony je pravděpodobně úzké pásmo, kde je to pohostinné k životu … tropy a polární oblasti by jim byly k dispozici pouze extremofily.

Čpavek a voda jsou na velmi podobné úrovni, pokud jde o vedou entropie a fúze, takže byste zaznamenali podobnou rychlost denního oteplování a ochlazování. Amoniak ve skutečnosti mění svoji měrnou tepelnou kapacitu a při oteplení potřebuje více energie k zahřátí … takže ve skutečnosti můžete vidět méně denních teplotních změn způsobených zahříváním.

Žádná vodítko k proveditelnosti, ale amoniak je docela hořlavý . Pokud je ve vaší atmosféře kyslíková složka, amoniak shoří na vodu a nakonec NO2. Abych byl upřímný, myslím si, že světu amoniaku musí podle definice chybět kyslík, pokud ano, pravděpodobně by se proměnil v dusíkovou atmosféru s vodou (mnohem více?)

Přidáno:

Řeky by ve světě amoniaku mohly nakonec proniknout hlouběji … voda prostřednictvím vápníku a alkalických kovů se trochu rozpouští, ale ne moc. Na druhou stranu bude amoniak mnohem reaktivnější a bude kopat mnohem hlubší příkopy.Pokud by tato hypotetická planeta a Země měly podobné složení, měly by skalnaté hory obrovské příkopy vytesané hluboko proudem amoniaku z reakcí s vápencem.

Komentáře

• Je nepravděpodobné, že by vápenec existoval ve světě založeném na amoniaku. Vápenec se tvoří z vápníku ve skořápkách mořského života – mořský život v kapalině amoniaku by vápník nepoužíval přesně z tohoto důvodu, takže by musel použít něco jiného nebo vůbec žádné skořápky.
• Proč myslíte si, že řeky a jezera by měly více rozpuštěných materiálů než oceány? S vodou na Zemi je to ‚ přesně naopak: Oceány jsou slané, protože všechny řeky tam dávají své minerály (soli), ale odpařování ne ‚ t je odstranit; řeky a jezera jsou obecně méně mineralizované, protože voda v nich je osvěžována (neslaným) deštěm, zatímco voda odtékající s sebou bere rozpuštěné minerály.
• Zdá se mi, že volný kyslík v atmosféra je ve světě amoniaku nepravděpodobná, rychle by reagovala s amoniakem.
• @irigi – přesně to ‚ je to, co jsem myslel pod ‚ čpavek je hořlavý ‚. Volný kyslík v jakémkoli rozsahu bude reagovat s amoniakem a stane se z něj voda / NO2. ‚ existuje značné množství informací o manipulaci s nebezpečným materiálem kolem hořlavosti čpavku … zjevně něco, co přijde až v novější době.
• @Twelfth Chtěl jsem jen říct, že ‚ amoniak je hořlavý ‚ neznamená ‚ pouze nebezpečí požárů. Znamená to, že po několika (tisících) letech nebude žádný volný amoniak nebo nebude volný kyslík. Možná jste to ale mysleli stejně, jen jsem na to chtěl poukázat.

Jako solidní, amoniak je podstatně hustší než v kapalné formě (viz wikipedia). Na dně jezer se tak vytvořil jakýkoli amoniak, který ztuhl. To by bylo špatné pro jakékoli amoniakové ryby v okolí, protože led, který se tvoří na vrcholcích vodních jezer, jim brání v dalším zamrzání, čímž ryby chrání. V čpavkovém jezeře by bylo nemyslitelné, aby celá věc zamrzla zdola nahoru.

Více „cribbing:“ Cn-Ped to ze zapomenutého zdroje. Ačkoli Haldane k tomu přistoupil v roce 1954, domnívám se, že věda je platná:

V roce 1954 navrhla JBS Haldane na Symposiu o původu života, že je možné pojmout alternativní biochemii ve kterém byla voda nahrazena jako rozpouštědlo kapalným amoniakem. Část jeho úvah byla založena na pozorování, že voda má řadu analogů amoniaku. Například amoniakálním analogem methanolu, CH3OH, je methylamin, CH3NH2. Haldane se domníval, že by bylo možné vybudovat protějšky komplexních látek na bázi amoniaku, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny, a poté využít skutečnosti, že celá skupina organických sloučenin, peptidy, by mohla existovat beze změny v čpavkový systém. Amidové molekuly, které nahrazují normální aminokyseliny, by pak mohly podstoupit kondenzaci za vzniku polypeptidů, které by byly ve formě téměř identické s těmi, které se nacházejí v pozemských formách života. Tato hypotéza, kterou dále rozvinul britský astronom V. Axel Firsoff, je zvláště zajímavá při zvažování možnosti biologické evoluce na světech bohatých na amoniak, jako jsou plynní obři a jejich měsíce (viz Jupiter, život dále).

Pozitivní je, že kapalný amoniak má některé nápadné chemické podobnosti s vodou. Existuje celý systém organické a anorganické chemie, který se odehrává v roztoku amoniaku místo ve vodném roztoku.4, 5 Amoniak má další výhodu v tom, že rozpouští většinu organických látek stejně dobře nebo lépe než voda, 6 a má bezprecedentní schopnost rozpouštět mnoho elementárních kovů, včetně sodíku, hořčíku a hliníku, přímo do roztoku; kromě toho je několik dalších prvků, jako je jod, síra, selen a fosfor, do určité míry rozpustných v amoniaku s minimální reakcí. Každý z těchto prvků je důležitý pro chemii života a cesty prebiotické syntézy. Často se vznáší námitka, že rozsah likvidity kapalného amoniaku – 44 ° C při tlaku 1 atm – je pro biologii poměrně nízký. Stejně jako u vody však zvyšování tlaku na povrchu planety rozšiřuje rozsah likvidity. Například při 60 atm, což je pod tlaky dostupnými na Jupiteru nebo Venuše, se amoniak vaří při 98 ° C namísto -33 ° C, což dává rozmezí likvidity 175 ° C. Život na bázi amoniaku nemusí být nutně život nízkých teplot!

Amoniak má dielektrickou konstantu přibližně o ¼ vody, což z něj činí mnohem horší izolátor.Na druhé straně je čpavkové teplo fúze vyšší, takže je relativně těžší zamrznout v bodě tání. Specifické teplo čpavku je o něco vyšší než u vody a je mnohem méně viskózní (je volnější) Chemie kyselin a zásad kapalného amoniaku byla rozsáhle studována a ukázalo se, že je téměř stejně bohatá na podrobnosti jako vodní systém. V mnoha ohledech je amoniak jako rozpouštědlo pro život stěží horší než voda. V systému amoniaku mohou být navrženy přesvědčivé analogy makromolekul pozemského života. Biochemie založená na amoniaku by se však mohla dobře vyvinout zcela odlišnými způsoby. Pravděpodobně existuje tolik různých možností v systémech uhlík-amoniak jako v systémech uhlík-voda. Životně důležité rozpouštědlo živého organismu by mělo být schopné disociace na anionty (negativní ionty) a kationty (pozitivní ionty), což umožňuje, aby došlo k acidobazickým reakcím. V systému amoniakálního rozpouštědla se kyseliny a zásady liší od vodního systému.(kyselost a zásaditost jsou definovány vzhledem k médiu, ve kterém jsou rozpuštěny). V systému amoniaku by se voda, která reaguje s kapalným amoniakem za vzniku iontu NH +, jevila jako silná kyselina – docela nepřátelská k životu. Astronomové s amonickým životem, při pohledu na naši planetu, by bezpochyby pohlíželi na oceány Země jen o málo víc než na nádrže s horkou kyselinou. Voda a amoniak nejsou chemicky identické: jsou jednoduše analogické. V biochemických údajích bude nutně mnoho rozdílů. navrhl například, že formy života na bázi amoniaku mohou k regulaci elektrického potenciálu buněčných membrán používat chloridy cesia a rubidia. Tyto soli jsou rozpustnější v kapalném amoniaku než draselné nebo sodné soli používané pozemským životem.

a spodní straně jsou problémy s představou čpavku jako základu pro život, které se soustřeďují hlavně na skutečnost, že odpařovací teplo čpavku je pouze poloviční ve srovnání s vodou a jeho povrchové napětí jen o třetinu větší. V důsledku toho jsou vodíkové vazby, které existují mezi molekulou amoniaku, mnohem slabší než vazby ve vodě, takže amoniak by byl méně schopný koncentrovat nepolární molekuly prostřednictvím hydrofobního účinku. Otázky visí nad tím, jak dobře může amoniak dostatečně držet prebiotické molekuly, aby umožnily vznik samoreprodukčního systému.

Komentáře

• Toto pochází z daviddarling.info/encyclopedia/A/ammonialife.html , který jej sám lehce (s uvedením zdroje) upravil z ‚ Xenologie: Úvod do vědecké studie mimozemského života, inteligence a civilizace od Roberta A. Freitase, Jr. ‚ xenology.info/Xeno/8.2.2.htm
• Vítejte na WorldBuilding.SE! Zajímavý začátek, velmi podrobná odpověď.

Pokud prší amoniak, vypadá to jako Saturn:

Saturnova horní atmosféra je většinou amoniakové krystaly zatímco spodní je buď voda, nebo amoniumhydrosulfid . – atmosféra planet

Komentář @Tim B o životě:

Jedním z nej odolných organismů jsou tardigradové („vodní medvědi“). Tardigrady mohou přejít do režimu hibernace – nazývaného stav tun – který je více podobný „pozastavené animaci“, kdy dokáže přežít teploty od -253 ° C do 151 ° C , expozice rentgenovému záření a vakuum. – Život v extrémních prostředích

Pokud by existovala něco jako „ amoniak medvědi “, shledali by to docela krásným.

Po přečtení odpovědí bych předpokládal, že každá planeta s dostatečně vysokou koncentrací amoniaku by buď rozpustila svůj vlastní pevný povrch, rozložila dostatek materiálu tak, aby nyní obsahovala vodu, nebo nakonec neměla žádný pevný povrch, na který je třeba na první pohled stát, jako naši plynoví giganti.

JUPITER A SATURN CLOUD VRSTVY :

Ammonia clouds (150° K) Ammonium Hydrosulfide clouds (200° K) Water clouds (270° K) 

~ Zataženo, s malou pravděpodobností smrt.

Komentáře

• Vodní medvědi jsou dobrým příkladem, ale domnívám se, že nejsou aktivní při teplotách, o kterých diskutujeme. To je ‚ v pořádku, protože mohou čekat na rozmrazení. Pokud tání nikdy nepřijde, přesto to ‚ opravdu nepomůže …

Nejsem si jistý amoniakem, ale například na měsíci Titanu jsou jezera kapalný metan, teoreticky v chemii neexistuje nic, co by bránilo tvorbě života na základě kapalného metanu jako média místo vody, ale přesto nerozumíme tomu, co je život, abychom na to měli definitivní odpověď. Vědci našli z Cassini – Mise Huygens, že hladiny vodíku v blízkosti povrchu Titanu jsou nižší, než by měly být, a jeho mnohem vyšší úroveň v horní atmosféře, která spočívá v předchozí předpovědi Chrisa McKaye a Heather Smithové, že pokud by na Titanu existoval metanový život, vdechněte vodík a naplňte ho acetylenem za účelem výroby energie. Existuje tok vodíku sestávající z horní atmosféry na povrch Titanu, ale ten prostě zmizí. zajímavou předpovědí pro takovou formu života je, že bude mít opravdu pomalý metabolismus, pomalejší než rostliny.

Problém s výměnou amoniaku za vodu spočívá v tom, že na rozdíl od vody je amoniakální led hustší než kapalný amoniak, a proto se místo plavení potápí jako led ve vodě.

Vrstva ledu, která se tvoří na vodě, izoluje spodní část vody a brání jejímu dalšímu zmrznutí, ale s amoniakem vrch zamrzne, ponoří se, vystaví další vrstvu, která zamrzne, a tak dále, dokud celá tělo amoniaku je zmrzlá pevná látka. V zásadě platí, že pokud byste měli čpavkové moře v teplotních rozsazích analogických s vodou na Zemi, celý oceán by pravděpodobně nakonec zamrzl a s ním i planeta.

Takže pokud chcete, aby ve vašem čpavkovém světě byly oceány, muselo by to být relativně teplé a rovnoměrné, aby tvorba ledu byla velmi nebezpečná pro celý ekosystém. Možným řešením tohoto problému by bylo předpokládat, že planeta má velmi horké jádro, jako je Evropa, a proto se amoniakální led, který klesá, taje při sestupu. To by také poskytlo mnoho energie pro ekosystém, i když je planeta daleko od Slunce.

Jak poznamenává dvanáct, Amoniak tvoří mnoho stabilních komplexů s mnoha kovy, takže jakýkoli amoniakální oceán by pravděpodobně vytvořil velmi komplexní směsi nebo čistý amoniak a různé sloučeniny amoniaku. Ještě zajímavější je, že některé z těchto sloučenin jsou navzájem ponořitelné, tj. Nemíchají se a místo toho vytvářejí vrstvy, když jsou spojeny dohromady, takže oceán Amoniaku může mít různé vrstvy, bubliny nebo kapsy zcela odlišných vlastností.

Nyní jen sněhová koule, ale vysoce elektricky vodivé vodní hmoty by mohly poskytnout základ pro formy života, které pohybují elektrony přímo, protože proud namísto použití dlouhých řetězců chemických reakcí předává např. Krebsův cyklus.

Tepelné chocholy v hlubokém oceánu mohl řídit separaci nábojů přemisťováním obrovských hmot vodivých sloučenin amoniaku a kovů, které by mohly vytvářet elektřinu, která by tvořila základ ekosystému, podobně jako sluneční světlo na Zemi. Energii dodávanou sloučeninám také rozdělovalo teplo a nakonec by také došlo k reformám být uvolňován elektricky.

Organim, který přímo pohyboval elektrony, mohl absorbovat a vydat spoustu energie i při kryogenních teplotách. Místo něčeho pomalého jako ledovec, který byste získali přenosem kryogenní chemické energie, byste dostali něco chladného, ale rychlého, pravděpodobně něco fungujícího jako supravodič, který bude účinnější a rychlejší a smrtelnější, jakmile se ochladí.

Celá jiná třída tvorů než vaše standardní vaky s uhlíkem naplněné vodou, které se pohybují alespoň rychlostí tváře, rychlostí šíření

Takový organismus by pravděpodobně měl méně buněk nebo oddílů jako nepotřebovali by tolik kapes na chemické izolace. Mohly by to být sbírky obřích, tj. Téměř viditelných buněk. Protože pohybující se elektrony jsou jejich primární formou módu, jsou pravděpodobně všechny buňky dlouhé a vláknité. Zdálo se, že tvorové jsou vyrobeni z tkaných pramenů neuronů s amoniakálně-kovovými polymerními membránami. Fyzicky se zdají být relativně jednoduché a ve srovnání se složitým pozemským životem by mohli poskytnout život zjednodušujícím hadrovým panenkám. Jejich složitost spočívala v jejich neviditelných elektrických polích a obvodech vytvořených na, mezi a uvnitř jejich obřích buněčných membrán.

Jsou-li všechny vodní hmoty vodivé, je možné s různými ponornými kanály směrujícími proudy, pak by se pravděpodobně mohla biosféra země vyvinout stejně elektricky. Na Zemi se tvrdilo, že život na zemi víceméně táhl moře. Stejné základní jevy by také zapojily pozemskou biosféru do planetárního okruhu.

Celá biosféra by se mohla podobat něčemu podobnému planetě samoreprodukujících se robotů, které vždy hledají proud, který by mohl poklepat a ukrást.Místo toho, aby jedli kořist pro energii v chemických vazbách masa kořistů, pouze by zkrátili organismus kořisti a odčerpali jeho náboj, přičemž by zabití zabralo jen málo nebo vůbec nic. Zkratování membrán však může způsobit, že se obrovské buňky nebo tkáně prostě rozpadnou a zanechají prach surovin.

Potenciál dobrého příběhu. Myšlenka organických forem života, které představují vážnou hrozbu pro high-tech vesmírnou loď a posádku přistávající na planetě, je obvykle hloupá. Sfoukli jsme zemskou megafungu špičatou hůlkou a tím nejhorším dravcem zadku, že každý, kdo chodil po Zemi, by nevydržel 60 sekund proti vašemu typickému mariňákovi a nedokázal by se dostat přes nejméně kovovou bariéru.

Ale tvor ve světě založeném na elektro-amoniaku, vše ve strašidelném neustálém twillitu daleko od jakéhokoli slunce.

1. Mimořádně chladné prostředí, díky němuž jsou kovy a plasty křehké,

2. Organismy, které nemají žádnou cirkulaci a pravděpodobně žádné skutečné kritické životně důležité oblasti, do nichž mohou ostré tyčinky nebo kulky vystrčit díry.

3. To se pohybuje elektrickým proudem biologické rychlosti,

4. která má pravděpodobně skutečně pancéřované kovové maso

5. Čí síla je určena napětím a proudem místo svalu, takže čím více šťávy získá, tím silnější bude.

6. Který může jak absorbovat, tak promítat elektřinu

7. , který pravděpodobně bude mít mít rádiové nebo magnetické smysly smysly

8. To by mohlo být přizpůsobeno s vypusťte elektroniku a zablokujte radary a rádia.

9. To vidí člověka ve skafandru jako chůzi na oběd

10. a vidí vesmírnou loď jako bufet všeho, co můžete sníst.

No, a teď by to všechno, co se tvorem s kyselinou pro krev Ellen Ripleyová potýkala, vypadalo jako maceška, že? chmýří míč právě pronásledoval lidi kolem lodi, nezkoušel rozbít lodní systémy, vypustit jeho sílu a možná absorbovat jeho trup a zničit veškerou naději na přežití.

Elektroforma života by lidi pravděpodobně zcela ignorovala, ale směřovala by přímo k technologii, která z nás lidí dělá špatné lidi místo zmrazených pytlů na maso v kryogenním světě. Kov, elektřina, plazmové zbraně (plazma, i když horká vede elektřinu) atd., Nebudou tvorovi překážkou, ale potravou. Čím více vyspělých technologií jste přivedli na planetu a vyrazili na obranu, tím silnější a přitahovanější příšery by se staly .

Možná si ani nevšimnou lidí, ale pokud by lidé nemohli zastavit stvůry v roztržení jejich vesmírných obleků, vyčerpání energie lodí nebo roztržení na čisté kovy, posádka by zemřela stejně příšerně, jako by se je ve skutečnosti pokoušely sníst.

Komentáře

• Líbí se mi ‚ více informací o tom, jak by fungovaly elektrické formy života. Jaký ‚ je pro ně dobrý vědecký název? Říkám jim jen elektronika. Mám 1 druh, který žije ve velkých kovových úlech ve vesmíru a staví na něm těžbou kovů z procházejících asteroidů. A 1, který žije na zmrzlém světě obíhajícím kolem červeného trpaslíka a létá s několika ostnatými čepelemi na své hadí spodní polovině. Měly by elektrické formy života nějaké orgány? Nějaký centrální mozek? Jak by fungoval zrak? Byli by schopni pracovat v teplejším prostředí? Co myslíš elektrickými rychlostmi? Existují nějaké články o tomto tématu?
• Jak by se do takového světa přidávala energie? Existovala by kovová rostlina jako věci provádějící fotosyntézu? Vyžadovali by k přežití nějakou tekutinu? Nějaké vnitřnosti podobné krvi? Doufám, že to není neslušné klást tolik otázek. Jsem jich absolutně plný a frustrován z toho, že trochu googlení mi nedává odpovědi.