¿Cómo sería un mundo basado en amoniaco?

El agua tiene algunos efectos en la Tierra que provienen de sus propiedades.

• La congelación y descongelación del agua tiene un costo energético muy alto, al igual que el amoníaco
• El agua líquida es más densa a 4 grados, sin congelación
• Solubilidad alcalina del amoníaco
• El amoníaco es combustible

Una suposición: con la excepción del amoníaco, la composición del planeta es en su mayoría similar a la tierra.

De pie en el planeta, imagino que verás océanos de un azul muy profundo. Si bien el amoníaco es incoloro en sí mismo, las pequeñas cantidades de metales alcalinos presentes le darán al amoníaco un aspecto azul profundo. Los «océanos» y otras concentraciones altas de amoníaco a metales disueltos serían muy azules. Los lagos y posiblemente los ríos que tienen más metales disueltos comenzarán a adquirir una apariencia metálica y comenzarán a conducir la electricidad con mucha facilidad. Podría dar lugar a algunas tormentas eléctricas en arco interesantes en ríos y lagos.

El «hielo» quedará relegado a las profundidades de estos lagos y océanos, no a la superficie.

El clima sería mucho más simple … las corrientes y los sistemas de distribución de calor en la tierra dependen en gran medida de las diferentes densidades del agua a diferentes temperaturas. En un mundo de amoníaco, el hielo estará en la parte inferior con amoníaco gradualmente más caliente hacia la superficie. Sus polos se congelarán y los «trópicos» serán extremadamente húmedos (¿amoníaco húmedo?). Probablemente haya una banda estrecha entre las dos regiones donde es hospitalaria para la vida … los trópicos y los polares solo estarían disponibles para los extremófilos.

El amoníaco y el agua están en niveles muy similares en lo que respecta a calores de entropía y fusión va, por lo que vería una tasa similar de calentamiento y enfriamiento diario. El amoníaco en realidad cambia su capacidad calorífica específica y requiere más energía para calentarse a medida que se calienta … por lo que en realidad puede ver menos cambios de temperatura diarios debido al calentamiento.

No hay ni idea de la viabilidad, pero el amoníaco es bastante inflamable . Si hay un componente de oxígeno en su atmósfera, el amoníaco se convertirá en agua y, finalmente, en NO2. Para ser honesto, creo que un mundo de amoníaco debe carecer de oxígeno por definición, si lo hiciera, probablemente se convertiría en una atmósfera pesada en nitrógeno con agua (¿mucha tierra?)

Agregado:

Los ríos podrían terminar abriéndose mucho más en un mundo de amoníaco … el agua a través del calcio y los metales alcalinos se disuelve un poco, pero no mucho. Por otro lado, el amoníaco será mucho más reactivo y excavará trincheras mucho más profundas.Si este hipotético planeta y la tierra tuvieran una estructura similar, las montañas rocosas tendrían enormes trincheras excavadas profundamente por el amoníaco que fluye de las reacciones con la piedra caliza.

Comentarios

• Es poco probable que exista piedra caliza en un mundo basado en amoníaco. La piedra caliza se forma a partir del calcio en las conchas de la vida marina; la vida marina en un líquido de amoníaco no usaría calcio exactamente por esta razón, por lo que tendría que usar otra cosa o no tener conchas.
• ¿Por qué usted ¿Cree que los ríos y lagos tendrían más materiales disueltos que los océanos? Con agua en la tierra, ‘ es exactamente al revés: los océanos son salados porque todos los ríos ponen sus minerales (sales) allí, pero la evaporación no ‘ t eliminarlos; Los ríos y lagos generalmente están menos mineralizados porque el agua en ellos se refresca a través de la lluvia (no salada), mientras que el agua que fluye se lleva los minerales disueltos.
• Me parece que el oxígeno libre en el La atmósfera es bastante improbable en el mundo del amoníaco, reaccionaría rápidamente con el amoníaco.
• @irigi – exactamente, ‘ es lo que quise decir con ‘ el amoníaco es combustible ‘. El oxígeno libre reaccionará en cualquier grado con el amoníaco y se convertirá en agua / NO2. Hay ‘ una cantidad significativa de información sobre el manejo de materiales peligrosos en torno a la combustibilidad del amoníaco … aparentemente algo que también ha surgido en tiempos más recientes.
• @Twelfth Solo quería decir que ‘ el amoníaco es combustible ‘ no ‘ t solo significa peligro de incendios. Significa que después de unos pocos (miles) de años, no habrá amoníaco libre o no habrá oxígeno libre. Pero tal vez quisiste decir lo mismo, solo quería señalarlo.

Como un sólido, el amoníaco es considerablemente más denso que en su forma líquida (ver wikipedia). Por lo tanto, el amoníaco que se solidifica se forma en el fondo de los lagos. Esto sería malo para los peces de amoníaco que se encuentran alrededor, ya que el hielo que se forma en la parte superior de los lagos de agua evita que se congelen más, preservando así los peces. En un lago de amoníaco, no sería inconcebible que todo se congelara de abajo hacia arriba.

Más «cribbing»: Cn-Ped esto de una fuente olvidada. Aunque Haldane se ocupó de esto en 1954, creo que la ciencia es válida:

En 1954, JBS Haldane, hablando en el Simposio sobre el origen de la vida, sugirió que se podría concebir una bioquímica alternativa en el que el agua se reemplazó como disolvente por amoníaco líquido. Parte de su razonamiento se basó en la observación de que el agua tiene varios análogos del amoníaco. Por ejemplo, el análogo amoniacal del metanol, CH3OH, es metilamina, CH3NH2. Haldane teorizó que podría ser posible construir contrapartes a base de amoníaco de sustancias complejas, como proteínas y ácidos nucleicos, y luego hacer uso del hecho de que toda una clase de compuestos orgánicos, los péptidos, podrían existir sin cambios en el sistema de amoniaco. Las moléculas de amida, que sustituyen a los aminoácidos normales, podrían entonces someterse a condensación para formar polipéptidos que serían casi idénticos en forma a los que se encuentran en las formas de vida terrestres. Esta hipótesis, que fue desarrollada por el astrónomo británico V. Axel Firsoff, es de particular interés cuando se considera la posibilidad de evolución biológica en mundos ricos en amoníaco como los gigantes gaseosos y sus lunas (ver Júpiter, vida en adelante).

En el lado positivo, el amoníaco líquido tiene algunas similitudes químicas sorprendentes con el agua. Existe un sistema completo de química orgánica e inorgánica que tiene lugar en amoniaco, en lugar de en una solución acuosa.4, 5 El amoníaco tiene la ventaja adicional de disolver la mayoría de los orgánicos tan bien o mejor que el agua, 6 y tiene la capacidad sin precedentes de disolver muchos metales elementales, incluidos sodio, magnesio y aluminio, directamente en solución; además, varios otros elementos, como el yodo, el azufre, el selenio y el fósforo también son algo solubles en amoníaco con una reacción mínima. Cada uno de estos elementos es importante para la química de la vida y las vías de síntesis prebiótica. A menudo se plantea la objeción de que el rango de liquidez del amoníaco líquido (44 ° C a 1 atm de presión) es bastante bajo para la biología. Pero, al igual que con el agua, el aumento de la presión de la superficie planetaria amplía el rango de liquidez. A 60 atm, por ejemplo, que está por debajo de las presiones disponibles en Júpiter o Venus, el amoníaco hierve a 98 ° C en lugar de -33 ° C, dando un rango de liquidez de 175 ° C. ¡La vida útil basada en amoníaco no tiene por qué ser necesariamente una vida útil a baja temperatura!

El amoníaco tiene una constante dieléctrica de aproximadamente ¼ de la del agua, lo que lo convierte en un aislante mucho más pobre.Por otro lado, el calor de fusión del amoníaco es más alto, por lo que es relativamente más difícil de congelar en el punto de fusión. El calor específico del amoníaco es ligeramente mayor que el del agua, y es mucho menos viscoso (es más libre) La química ácido-base del amoníaco líquido se ha estudiado extensamente y ha demostrado ser casi tan rica en detalles como la del sistema de agua. En muchos sentidos, como disolvente de por vida, el amoníaco es apenas inferior al agua. En el sistema del amoníaco se pueden diseñar análogos convincentes de las macromoléculas de la vida terrestre. Sin embargo, una bioquímica basada en el amoníaco podría desarrollarse en líneas completamente diferentes. Probablemente haya tantas posibilidades diferentes en los sistemas carbono-amoníaco como en los sistemas carbono-agua. El disolvente vital de un organismo vivo debe ser capaz de disociarse en aniones (iones negativos) y cationes (iones positivos), lo que permite que se produzcan reacciones ácido-base. En el sistema de disolventes de amoniaco, los ácidos y las bases son diferentes que en el sistema de agua.(la acidez y la basicidad se definen en relación con el medio en el que se disuelven). En el sistema del amoníaco, el agua, que reacciona con el amoníaco líquido para producir el ion NH +, parece ser un ácido fuerte, bastante hostil para la vida. Los astrónomos de la vida amoniacal, mirando nuestro planeta, sin duda verían los océanos de la Tierra como poco más que depósitos de ácido caliente. El agua y el amoníaco no son químicamente idénticos: son simplemente análogos. Habrá necesariamente muchas diferencias en los detalles bioquímicos. Molton sugirió, por ejemplo, que las formas de vida a base de amoníaco pueden usar cloruros de cesio y rubidio para regular el potencial eléctrico de las membranas celulares. Estas sales son más solubles en amoníaco líquido que las sales de potasio o sodio utilizadas por la vida terrestre.

En el lado negativo, existen problemas con la noción de amoníaco como base para la vida, que se centran principalmente en el hecho de que el calor de vaporización del amoníaco es solo la mitad del del agua y su tensión superficial solo un tercio. En consecuencia, los enlaces de hidrógeno que existen entre las moléculas de amoníaco son mucho más débiles que los del agua, por lo que el amoníaco sería menos capaz de concentrar moléculas no polares a través de un efecto hidrofóbico. Es posible que haya dudas sobre qué tan bien el amoníaco podría mantener unidas las moléculas prebióticas lo suficientemente bien como para permitir la formación de un sistema de autorreproducción.

Comentarios

• Este es de daviddarling.info/encyclopedia/A/ammonialife.html , que a su vez lo modificó ligeramente (con atribución) de ‘ Xenología: Introducción al estudio científico de la vida, la inteligencia y la civilización extraterrestres por Robert A. Freitas, Jr. ‘ xenology.info/Xeno/8.2.2.htm
• ¡Bienvenido a WorldBuilding.SE! Interesante comienzo, respuesta muy detallada.

Si llueve amoniaco, se vería como Saturno:

La atmósfera superior de Saturno es principalmente cristales de amoníaco mientras que el inferior es agua o hidrosulfuro de amonio . – Atmósfera de los planetas

Comentario de @Tim B sobre la vida:

Uno de los organismos más resistentes conocidos son los tardígrados («osos de agua»). Los tardígrados pueden entrar en un modo de hibernación, llamado estado tun, que es más parecido a la «animación suspendida» mediante el cual pueden sobrevivir a temperaturas de -253 ° C a 151 ° C , así como la exposición a rayos X y condiciones de vacío. – La vida en entornos extremos

Si existiera « osos de amoníaco «, lo encontrarían bastante encantador.

Después de leer las respuestas aquí, asumiría que cualquier planeta con una concentración suficientemente alta de amoníaco habría disuelto su propia superficie sólida, descompuesto suficiente material para que ahora incluyera agua o, en última instancia, no tendría Superficie sólida sobre la que pararse para empezar, como nuestros gigantes gaseosos.

CAPAS DE NUBES DE JÚPITER Y SATURNO :

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

~ Nublado, con una ligera probabilidad de muerte.

Comentarios

• Los osos de agua son un buen ejemplo, sin embargo, creo que no están activos a las temperaturas que estamos discutiendo. Eso ‘ está bien aquí, ya que pueden esperar a que se descongele. Si el deshielo nunca llega, no ‘ realmente ayuda …

No estoy seguro sobre el amoníaco, pero por ejemplo en la luna Titán, hay lagos de metano líquido, teóricamente no hay nada en química que evite que se forme vida a partir del metano líquido como medio en lugar del agua, pero todavía no entendemos qué es la vida de todos modos para tener una respuesta definitiva al respecto. Científicos hallados en la Cassini: La misión Huygens de que los niveles de hidrógeno cerca de la superficie de Titán son más bajos de lo que deberían ser y son mucho más altos en la atmósfera superior, que consiste en una predicción previa hecha por Chris McKay y Heather Smith de que si hubiera vida basada en metano en Titán, lo harían respirar hidrógeno e infundirlo con acetileno para producir energía. Hay un flujo constante de hidrógeno desde la atmósfera superior a la superficie de Titán, pero simplemente desaparece. Una predicción interesante para tal forma de vida es que tendrá un metabolismo realmente lento, más lento que las plantas.

El problema de cambiar el amoníaco por agua es que, a diferencia del agua, el hielo de amoníaco es más denso que el amoníaco líquido y, por lo tanto, se hunde en lugar de flotar como lo hace el hielo en el agua.

La capa de hielo que se forma en el agua aísla el cuerpo de agua por debajo evitando que se congele más pero con amoniaco, la parte superior se congela, se hunde, expone la siguiente capa que congela se hunde y así sucesivamente hasta que todo cuerpo de amoniaco es sólido congelado. En principio, si tuvieras un mar de amoníaco en rangos de temperatura análogos al agua en la tierra, es probable que todo el océano finalmente se congelara y, con él, el planeta.

Entonces, para empezar, si quieres océanos en tu mundo de amoníaco, tendrían que ser relativamente cálidos y uniformes, ya que la formación de hielo sería muy peligrosa para todo el ecosistema. Una posible forma de solucionar este problema sería postular que el planeta tiene un núcleo muy caliente como el de Europa y, por lo tanto, el hielo de amoníaco que se hunde, se derrite a medida que desciende. Eso también proporcionaría mucha energía al ecosistema incluso si el planeta está lejos del sol.

Como señaló duodécimo, el amoníaco forma una gran cantidad de complejos estables con muchos metales, por lo que es probable que cualquier océano de amoníaco tenga mezclas muy complejas o amoníaco puro y varios compuestos de amoníaco. Más interesante aún, algunos de estos compuestos son sumergibles entre sí, es decir, no se mezclan y en su lugar forman capas cuando se mezclan, por lo que un océano de amoníaco puede tener varias capas, burbujas o bolsas de propiedades muy diferentes.

Ahora Solo masas de agua en forma de bola de nieve pero altamente conductoras de electricidad podrían proporcionar la base para formas de vida que mueven electrones directamente, como corriente en lugar de utilizar largas cadenas de reacciones químicas, por ejemplo, el ciclo de Krebs.

Plumas térmicas en las profundidades del océano podría impulsar la separación de cargas al mover grandes masas de compuestos metálicos de amoníaco conductores que podrían crear la electricidad que forma la base del ecosistema de manera muy similar a como lo hace la luz solar en la tierra. Además, la energía impartida a los compuestos que el calor rompe y reforma también eventualmente liberarse eléctricamente.

Un órgano que moviera electrones directamente podría absorber y gastar mucha energía incluso a temperaturas criogénicas. En lugar de algo lento como un glaciar que obtendría con la transferencia de energía química criogénica, obtendría algo frío pero rápido, probablemente algo que funcione como un superconductor que se vuelve más eficiente, más rápido y letal a medida que se enfría.

Una clase de criatura completamente diferente de las bolsas estándar de carbón llenas de agua que se mueven, al menos enfréntalo, a la velocidad de difusión

Tal organismo probablemente tendría menos células o compartimentos como no necesitarían tantas bolsas de aislamientos químicos. Pueden ser colecciones de células gigantes, es decir, casi visibles. Dado que los electrones en movimiento es su forma principal de modo, es probable que todas las células sean largas y fibrosas. Las criaturas podrían parecer hechas de hebras tejidas de neuronas con membranas de polímero amoniacal-metálico. Físicamente pareciendo relativamente simples, podrían dar la vida de muñecos de trapo simplistas en comparación con la vida terrestre compleja, su complejidad radicaría en sus campos eléctricos invisibles y circuitos formados en, entre y y dentro de sus membranas celulares gigantes.

Si todas las masas de agua son conductoras posibles con varios canales sumergibles que encaminan las corrientes, entonces es probable que la biosfera terrestre también evolucione como conectada eléctricamente. En la tierra, se ha argumentado que la vida en tierra más o menos arrastraba al mar dentro de ella. Los mismos fenómenos básicos conectarían la biosfera terrestre al circuito planetario también.

La biosfera entera podría parecerse a algo más como un planeta de robots que se reproducen a sí mismos, siempre en busca de corriente para robar.En lugar de comer presas por la energía en los enlaces químicos de la carne de la presa, simplemente cortarían el organismo de la presa y drenarían su carga, tomando poco o nada de la matanza. Pero acortar las membranas podría hacer que las células gigantes o los tejidos se desmoronen dejando un polvo de materias primas.

Buen potencial para la historia. Por lo general, la idea de que las formas de vida orgánicas representen una amenaza seria para una nave espacial de alta tecnología y la tripulación que aterriza en un planeta es una tontería. Apagamos la megafunga de la tierra con un palo puntiagudo y el depredador más malo que todos los que caminaron por la tierra no duraría 60 segundos contra un típico Marine y no pudo pasar la más mínima barrera de metal.

Pero una criatura en un mundo basado en electro-amoníaco, todo en un espeluznante twillite perpetuo lejos de cualquier sol.

1. Un ambiente ultra frío que hace que los metales y plásticos se vuelvan quebradizos,

2. Organismos que no tienen circulación, y posiblemente no tienen áreas vitales críticas reales en las que palos afilados o balas pueden perforar.

3. Que se mueve a nivel eléctrico y no velocidades biológicas,

4. que posiblemente tenga carne metálica blindada

5. cuya fuerza está determinada por el voltaje y el amperaje en lugar del músculo, por lo que cuanto más jugo obtiene, más fuerte se vuelve.

6. Que puede absorber y proyectar electricidad

7. que probablemente tendrá tienen sentidos radiales o magnéticos

8. Eso podría adaptarse a s apague la electrónica y los radares de interferencia y las radios.

9. Eso ve a un humano con un traje espacial como una batería ambulante para el almuerzo

10. y ve la nave espacial como un buffet libre.

Bueno, ahora que eso haría que toda la criatura de ácido por sangre, Ellen Ripley haya tenido una pelea con la que parezca un mariquita, ¿no es así? La bola de pelusa simplemente persiguió a los humanos alrededor de la nave, no trató de romper los sistemas de la nave, drenar su poder y quizás absorber su casco destruyendo toda esperanza de supervivencia.

La forma de vida electro probablemente ignoraría por completo a los humanos, pero se dirigiría directamente a la tecnología que nos convierte en seres humanos rudos en lugar de bolsas de carne congeladas en un mundo criogénico. El metal, la electricidad, las armas de plasma (el plasma, aunque conduce la electricidad), etc., no serían impedimentos para la criatura, sino comida. Cuanto más alta tecnología llevaras al planeta y utilizaste para la defensa, más fuertes y más atraídos se volverían los monstruos. .

Puede que ni siquiera se den cuenta de los humanos, pero si los humanos no pudieran evitar que las criaturas destrocen sus trajes espaciales, agoten la energía de la nave o la destrocen en busca de metales puros, la tripulación moriría igual que horriblemente como si las cosas realmente intentaran comérselos.

Comentarios

• Yo ‘ quisiera más información sobre cómo funcionarían las formas de vida eléctricas. ¿Cuál ‘ es un buen nombre científico para ellos? Solo los llamo electrónicos. Tengo 1 especie que vive en colmenas gigantes de metal en el espacio y se basa en la extracción de metales de los asteroides que pasan. Y 1 que vive en un mundo helado que orbita alrededor de una enana roja y vuela con múltiples cuchillas giratorias en su mitad inferior de serpiente. ¿Las formas de vida eléctricas tendrían órganos de algún tipo? ¿Algún cerebro central? ¿Cómo funcionaría la vista ?, ¿podrían operar en ambientes más cálidos? ¿Qué quieres decir con velocidades eléctricas? ¿Hay algún artículo sobre este tema?
• ¿Cómo se agregaría energía a un mundo así? ¿Habría plantas metálicas como cosas que realicen la fotosíntesis? ¿Necesitarían algún líquido para sobrevivir? ¿Algún interior como sangre? Espero que no sea de mala educación hacer tantas preguntas. Estoy absolutamente lleno de ellos y frustrado porque un poco de búsqueda en Google no ‘ no me da respuestas.

Me gustaría señalar que uno de mis autores favoritos, Robert L. Forward, describió un mundo así en Flight of the Dragonfly (más adelante Rocheworld ). El avión de exploración derribado, flotando en el mar de amoníaco, tenía las ventanas más limpias en diez años luz.