Hvordan ville en ammoniakkbasert verden se ut?

Vann har noen få effekter på jorden som kommer fra dens egenskaper.

• Frysing og tining av vann koster veldig høye energikostnader, og det samme gjør ammoniakk
• Flytende vann er mest tett ved 4 grader, ikke fryser
• Alkalisk løselighet av ammoniakk
• Ammoniakk er brennbar

En antagelse – med unntak av Ammoniak, sammensetningen av planeten er stort sett jordlignende.

Stående på planeten, forestiller jeg meg at du vil se veldig dype blå hav. Mens ammoniakk er fargeløst i seg selv, vil spormengder av alkaliske metaller som er tilstede gi ammoniakk et dypblått utseende. «Hav» og annen høy konsentrasjon av ammoniakk til oppløste metaller vil være veldig blå. Innsjøer og potensielt elver som har flere metaller oppløst, vil begynne å få et metallisk utseende og begynne å lede elektrisitet veldig lett. Kan gi noen interessante lysende stormer på elver og innsjøer.

«Ice» vil bli forvist til dypet av disse innsjøene og havene, ikke overflaten.

Klimaet vil være mye enklere … strømmer og varmefordelingssystemer på jorden avhenger veldig av de forskjellige tettheter av vann ved forskjellige temperaturer. I en ammoniakkverden vil isen være i bunnen med gradvis varmere ammoniakk opp til overflaten. Stolpene dine vil bli frosset med «tropene» som er ekstremt fuktige (ammoniakk fuktig?). Det er sannsynligvis et smalt bånd mellom de to regionene der det er gjestfrie for livet … tropene og polarene ville bare være tilgjengelige for dem ekstremofiler.

Ammoniakk og vann er på veldig like nivåer så langt som varme fra entropi og fusjon går, så du vil se en lignende hastighet på daglig oppvarming og avkjøling. Ammoniakk endrer faktisk sin spesifikke varmekapasitet og tar mer energi å varme opp når det blir varmere … så du kan faktisk se mindre daglige temperaturendringer på grunn av oppvarming.

Ingen anelse om gjennomførbarhet, men ammoniakk er ganske brannfarlig . Hvis det er en oksygenkomponent i atmosfæren din, vil ammoniakk brenne ned til vann og til slutt NO2. For å være ærlig, tror jeg at en ammoniakkverden per definisjon må mangle oksygen. Hvis den gjorde det, ville den sannsynligvis bli til en nitrogen tung atmosfære med vann (mye jord?)

Lagt til:

Elver kan ende opp med å kutte langt dypere i en ammoniakkverden … vann gjennom kalsium og alkaliske metaller oppløses litt, men ikke mye. På den annen side vil ammoniakk være mye mer reaktivt og grave mye dypere skyttergraver.Hvis denne hypotetiske planeten og jorden hadde en lignende sminke, ville de steinete fjellene ha store skyttergraver skåret dypt ved å strømme ammoniakk fra reaksjonene med kalkstein.

Kommentarer

• Det vil neppe være kalkstein i en ammoniakkbasert verden. Kalkstein er dannet av kalsium i skjellene i sjølivet – sjølivet i en ammoniakkvæske vil ikke bruke kalsium av akkurat denne grunn, så det er nødvendig å bruke noe annet eller ikke ha skjell i det hele tatt.
• Hvorfor gjør du det tror at elver og innsjøer ville ha mer oppløste materialer enn hav? Med vann på jorden er det ‘ nøyaktig omvendt: Hav er salte fordi alle elvene legger mineralene (saltene) der, men fordampning gjør ikke ‘ ikke fjern dem; elver og innsjøer er generelt mindre mineraliserte fordi vannet i dem blir forfrisket gjennom (ikke-salt) regn, mens vannet som strømmer bort tar de oppløste mineralene med seg.
• Det virker som om fritt oksygen i atmosfære er ganske usannsynlig i ammoniakkverdenen, den vil raskt reagere med ammoniakken.
• @irigi – nøyaktig, det ‘ er det jeg mente med ‘ ammoniakk er brennbart ‘. Fritt oksygen vil i noen grad reagere med ammoniakk og bli til vann / NO2. Det ‘ en betydelig mengde informasjon om farlig materialhåndtering rundt brennbarheten av ammoniakk … tilsynelatende noe som bare kommer opp i nyere tid også.
• @Twelfth Jeg ville bare si at ‘ ammoniakk er brennbart ‘ betyr ikke ‘ t betyr bare fare av branner. Det betyr at det etter noen (tusenvis) år ikke vil være noe gratis ammoniakk eller det vil ikke være noe gratis oksygen. Men kanskje du mente det samme, jeg ville bare påpeke det.

Som en solid, ammoniakk er betydelig tettere enn i flytende form (se wikipedia). Dermed vil enhver ammoniakk som størkner dannes i bunnen av innsjøene. Dette vil være dårlig for ammoniakkfisker rundt, da isen som dannes på toppen av vannvannene hindrer dem i å fryse ytterligere, og dermed bevare fisken. I en ammoniakksjø ville det ikke være ufattelig for hele greia å fryse fra bunnen opp.

Mer «cribbing:» Jeg Cn-Ped dette fra en glemt kilde. Selv om Haldane gikk på dette i 1954, tror jeg vitenskapen er gyldig:

I 1954 foreslo JBS Haldane, mens han talte ved symposiet om livets opprinnelse, at en alternativ biokjemi kunne bli unnfanget hvor vann ble erstattet som løsningsmiddel med flytende ammoniakk. En del av resonnementet hans var basert på observasjonen om at vann har en rekke ammoniakkanaloger. For eksempel er ammoniakkanalogen til metanol, CH3OH, metylamin, CH3NH2. Haldane teoretiserte at det kunne være mulig å bygge opp ammoniakkbaserte kolleger til komplekse stoffer, som proteiner og nukleinsyrer, og deretter bruke det faktum at en hel klasse organiske forbindelser, peptidene, kunne eksistere uten endring i ammoniakk system. Amidmolekylene, som erstatter de normale aminosyrene, kan deretter gjennomgå kondens for å danne polypeptider som vil være nesten identiske i form til de som finnes i terrestriske livsformer. Denne hypotesen, som ble utviklet videre av den britiske astronomen V. Axel Firsoff, er av spesiell interesse når man vurderer muligheten for biologisk utvikling i ammoniakkrike verdener som gassgiganter og deres måner (se Jupiter, livet videre).

På plussiden har flytende ammoniakk noen påfallende kjemiske likheter med vann. Det er et helt system med organisk og uorganisk kjemi som foregår i ammono, i stedet for vandig, løsning. 4, 5 Ammoniakk har den ytterligere fordelen av å oppløse de fleste organiske stoffer så vel som eller bedre enn vann, 6 og den har den enestående evnen til å oppløse mange elementære metaller, inkludert natrium, magnesium og aluminium, direkte i løsning; dessuten er flere andre elementer, som jod, svovel, selen og fosfor, også noe oppløselige i ammoniakk med minimal reaksjon. Hvert av disse elementene er viktig for livskjemi og veiene for prebiotisk syntese. Innvendingen blir ofte reist at væskeområdet for flytende ammoniakk – 44 ° C ved 1 atm-trykk – er ganske lavt for biologi. Men som med vann, øker likviditetsområdet ved å øke planetens overflatetrykk. Ved 60 atm, for eksempel, som er under trykket tilgjengelig på Jupiter eller Venus, koker ammoniakk ved 98 ° C i stedet for -33 ° C, noe som gir et likviditetsområde på 175 ° C. Ammoniakkbasert liv trenger ikke nødvendigvis å være lavtemperaturliv!

Ammoniakk har en dielektrisk konstant på omtrent ¼ den til vann, noe som gjør den til en mye dårligere isolator.På den annen side er ammoniakkens smeltevarme høyere, så det er relativt vanskeligere å fryse ved smeltepunktet. Den spesifikke ammoniakkvarmen er litt større enn vann, og den er langt mindre tyktflytende (den er friere) Den syre-basiske kjemien til flytende ammoniakk har blitt studert grundig, og den har vist seg å være nesten like detaljrik som vannsystemet. På mange måter, som et løsningsmiddel for livet, er ammoniakk neppe dårligere enn vann. Overbevisende analoger til makromolekylene i jordisk liv kan utformes i ammoniakk-systemet. Imidlertid kan en ammoniakkbasert biokjemi godt utvikle seg etter helt forskjellige linjer. Det er sannsynligvis like mange forskjellige muligheter i karbon-ammoniakk som i karbon-vann-systemer. Det vitale løsningsmidlet til en levende organisme bør kunne dissosieres i anioner (negative ioner) og kationer (positive ioner), som tillater syre-basereaksjoner å oppstå. I ammoniakkløsningsmiddelsystemet er syrer og baser forskjellige enn i vannsystemet(surhet og basicitet er definert i forhold til mediet de er oppløst i). I ammoniakk-systemet ser det ut til at vann, som reagerer med flytende ammoniakk for å gi NH + -ionen, er en sterk syre – ganske livsfiendtlig. Ammonolivs-astronomer, som ser på planeten vår, vil uten tvil se på jordens hav som lite mer enn kar med varm syre. Vann og ammoniakk er ikke kjemisk identiske: de er ganske enkelt analoge. Det vil nødvendigvis være mange forskjeller i de biokjemiske opplysningene. Molton antydet for eksempel at ammoniakkbaserte livsformer kan bruke cesium og rubidiumklorider for å regulere det elektriske potensialet til cellemembraner. Disse saltene er mer oppløselige i flytende ammoniakk enn kalium- eller natriumsaltene som brukes av jordliv.

På nedsiden er det problemer med begrepet ammoniakk som grunnlag for livet. Disse fokuserer hovedsakelig på det faktum at fordampningsvarmen til ammoniakk bare er halvparten av vann og overflatespenning bare en tredjedel så mye. Derfor er hydrogenbindinger som eksisterer mellom ammoniakkmolekyler mye svakere enn de i vann, slik at ammoniakk ville være mindre i stand til å konsentrere ikke-polare molekyler gjennom en hydrofob effekt. Mangler denne evnen det henger spørsmål om hvor godt ammoniakk kunne holde prebiotiske molekyler sammen tilstrekkelig godt for å tillate dannelse av et selvreproduserende system.

Kommentarer

• Dette er fra daviddarling.info/encyclopedia/A/ammonialife.html , som selv modifiserte det lett (med tilskrivning) fra ‘ Xenology: An Introduction to the Scientific Study of Extraterrestrial Life, Intelligence, and Civilization av Robert A. Freitas, Jr. ‘ xenology.info/Xeno/8.2.2.htm
• Velkommen til WorldBuilding.SE! Interessant start, veldig detaljert svar.

Hvis det regner ammoniakk, ser det ut som Saturn:

Saturns øvre atmosfære er stort sett ammoniakk-krystaller mens den nedre enten er vann eller ammoniumhydrosulfid . – Atmosfære av planetene

@Tim B «s kommentar om livet:

En av de mest elastiske organismer som er kjent er tardigrader («vannbjørner»). Tardigrades kan gå i dvalemodus – kalt tun-tilstand – en som er mer lik «suspendert animasjon» hvorved den kan overleve temperaturer fra -253 ° C til 151 ° C , samt eksponering for røntgen og vakuumbetingelser. – Livet i ekstreme miljøer

Hvis det var noe som « ammoniakk bjørner «, ville de finne det ganske deilig.

Etter å ha lest svarene her, vil jeg anta at enhver planet med høy nok konsentrasjon av ammoniakk enten ville ha løst opp sin egen faste overflate, brutt ned nok materiale slik at den nå inkluderer vann, eller til slutt ikke hadde noe solid overflate å stå på til å begynne med, som gassgigantene våre.

JUPITER OG SATURN CLOUD LAYERS :

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

~ Overskyet, med en liten sjanse for død.

Kommentarer

• Vannbjørner er et godt eksempel, men jeg tror de ikke er aktive ved temperaturene vi diskuterer. At ‘ er greit her da de kan vente på en tining. Hvis tinen aldri kommer selv om det ikke hjelper ‘ …

Jeg er ikke sikker på ammoniakk, men for eksempel på månen Titan er det innsjøer av flytende metan, teoretisk er det ingenting i kjemi som forhindrer liv i å dannes basert på flytende metan som medium i stedet for vann, men vi forstår fortsatt ikke hva som er livet uansett for å ha et definitivt svar på det. Forskere fant fra Cassini– Huygens oppdrag om at hydrogennivået nær overflaten til Titan er lavere enn det burde være, og det er mye høyere i den øvre atmosfæren, som består av en tidligere spådom fra Chris McKay og Heather Smith om at hvis det er metanbasert liv på Titan, ville de pust hydrogen og tilfør det med acetylen for å produsere energi. Det er en strøm av hydrogen fra den øvre atmosfæren til overflaten av Titan, men den forsvinner bare. En interessant spådom for en slik livsform er at den vil ha veldig langsom metabolisme, måte tregere enn planter.

Problemet med å bytte ammoniakk mot vann er at i motsetning til vann er ammoniakkis tettere enn flytende ammoniakk og synker derfor i stedet for å flyte som is gjør i vann.

Islaget som dannes på vannet isolerer vannmassen under og forhindrer at det fryser ytterligere, men med ammoniakk, fryser toppen, synker, utsetter neste lag som fryser vasker og så videre til hele ammoniakk er frossent fast. I prinsippet, hvis du hadde ammoniakkhav i temperaturområder som var analoge med vann på jorden, ville hele havet sannsynligvis til slutt fryse fast og med det planeten.

Så hvis du vil ha hav i ammoniakkverdenen din, må du være relativt varm og ensartet slik at isdannelse vil være veldig farlig for hele økosystemet. En mulig vei rundt dette problemet ville være å postulere at planeten har veldig varm kjerne som Europa og derfor ammoniakkis som synker, smelter når den stiger ned. Det vil også gi mye energi til økosystemet selv om planeten er langt fra solen.

Som bemerket av tolvte, danner ammoniakk mange stabile komplekser med mange metaller, så sannsynligvis vil ammoniakkhavene være veldig komplekse blandinger eller ren ammoniakk og forskjellige ammoniakkforbindelser. Mer interessant, noen av disse forbindelsene er nedsenkbare for hverandre, dvs. de blandes ikke og danner i stedet lag når de kastes sammen, slik at et ammoniakhav kan ha forskjellige lag, boble eller lommer med vidt forskjellige egenskaper.

Nå bare snøballing, men svært elektrisk ledende vannmasser, kan gi grunnlag for livsformer som beveger elektroner direkte, som strøm i stedet for å bruke lange kjeder av kjemiske reaksjoner, f.eks. Krebs-syklusen.

Termiske fjær i det dype hav kunne føre til separasjon av ladninger ved å flytte store masser av ledende ammoniakk-metalliske forbindelser som kan skape elektrisiteten til det som danner grunnlaget for økosystemet, akkurat som sollys gjør på jorden. Også energi som blir gitt til forbindelser som varmen bryter fra hverandre og reformer vil også frigjøres elektrisk.

En organim som beveger elektroner direkte, kunne absorbere og bruke mye energi selv ved kryogene temperaturer. I stedet for noe tregt som en isbre som du vil få med kryogenisk kjemisk energioverføring, vil du få noe kaldt, men raskt, sannsynligvis noe som fungerer som en superleder som blir mer effektiv og raskere og dødelig etter hvert som det blir kaldere.

Hele forskjellige typer critter fra standardposer med karbon fylt med vann som beveger seg på, i det minste ansiktet, diffusjonshastigheten

En slik organisme vil trolig ha færre celler eller rom som de trenger ikke så mange kjemiske isolasjonslommer. De kan være samlinger av gigantiske, dvs. nesten synlige celler. Siden bevegelige elektroner er deres primære form for modus, er sannsynligvis alle cellene lange og fiberrike. Skapningene kan se ut til å være laget av vevde tråder av nevroner med ammoniakk-metalliske polymermembraner. Når de ser ut som relativt enkle, kan de gi liv av forenklede klutdukker sammenlignet med komplekst jordliv, deres kompleksitet vil ligge i deres usynlige elektriske felt og kretser dannet på, mellom og inne i deres gigantiske cellemembraner.

Hvis alle vannmassene er ledende mulig med forskjellige nedsenkbare kanaler som strømmer strømmer, vil sannsynligvis landbiosfæren også kunne utvikle seg som elektrisk tilkoblet. På jorden er det blitt hevdet at livet på land mer eller mindre dro havet innover seg. De samme grunnleggende fenomenene vil også koble landbiosfæren inn i planetkretsen.

Hele biosfæren kan ligne på noe mer som en planet med selvreproduserende roboter, alltid på utkikk etter strøm til å tappe og stjele.I stedet for å spise byttedyr for energien i de kjemiske bindingene til byttedyret, ville de bare kortslutte bytteorganismen og tømme ladningen og ta lite eller ingen ting fra drapet. Men kortslutning av membranene kan føre til at gigantiske celler eller vev bare faller fra hverandre og etterlater støv av råvarer.

Godt potensial for historien. Vanligvis er ideen om organiske livsformer som utgjør noen alvorlig trussel mot et høyteknologisk romskip og mannskap som lander på en planet, dumt. Vi snuset jordens megafunga med spiss pinne og det dårligste rovdyret som hver vandret jorden ville ikke vare i 60 sekunder mot din typiske marine og kunne ikke komme forbi den minste metallbarrieren.

Men en critter i en elektro-ammoniakkbasert verden alt i uhyggelig evig twillite langt fra hvilken som helst sol.

1. Et ekstremt kaldt miljø som gjør metaller og plast sprø,

2. Organismer som ikke har sirkulasjon, og muligens ingen virkelige kritiske viktige områder som skarpe pinner eller kuler kan stikke hull i.

3. Som beveger seg ved elektrisk og ikke biologiske hastigheter,

4. som muligens faktisk har pansret metallisk kjøtt

5. Hvis styrke bestemmes av spenning og strømstyrke i stedet for muskler så jo mer juice det blir, desto sterkere blir det.

6. Som både kan absorbere og projisere strøm

7. som sannsynligvis vil ha har radio- eller magnetbaserte sanser sanser

8. Det kan være tilpasset s hort ut elektronikk og syltetøyradar og radioer.

9. Det ser et menneske i romdrakt som et gående batteri til lunsj

10. og ser romskipet som en alt du kan spise buffé.

Vel, nå som det ville gjøre at alle syre-for-blod critter Ellen Ripley hadde en slik krangling med å se ut som en stemorsblomst ikke ville det? Fluff ball jaget bare mennesker rundt skipet, den prøvde ikke å ødelegge skipssystemene, tømme kraften og kanskje absorbere skroget og ødelegge alt håp om overlevelse.

Elektroformen ville sannsynligvis ignorere menneskene fullstendig, men ville rett mot teknologien som gjør oss mennesker til badasses i stedet for frosne kjøttposer i en kryogen verden. Metall, elektrisitet, plasmavåpen (plasma selv om varmt leder elektrisitet) osv. Ville ikke være hindringer for skapningen, men mat. Jo mer høyteknologisk du førte til planeten og pisket ut for forsvaret, jo sterkere og mer tiltrukket ville monstrene få .

De vil kanskje ikke engang legge merke til menneskene, men hvis de ikke kunne hindre skapningene i å rive fra seg romdraktene, tømme skipenes makt eller rive den fra hverandre for rene metaller, ville mannskapet dø akkurat som fryktelig som om tingene faktisk prøvde å spise dem.

Kommentarer

• Jeg ‘ ønsker mer informasjon om hvordan elektriske livsformer vil fungere. Hva ‘ er et godt vitenskapelig navn for dem? Jeg kaller dem bare elektroniske. Jeg har 1 art som lever i gigantiske metall elveblest i verdensrommet og bygger på den ved å utvinne metaller fra passerende asteroider. Og en som lever i en frossen verden som kretser rundt en rød dverg og flyr rundt med flere spinny blader på sin snakey nedre halvdel. Ville elektriske livsformer ha organer av noe slag? Noen sentral hjerne? Hvordan ville syn fungere, ville de kunne operere i varmere omgivelser? Hva mener du med elektriske hastigheter? Er det noen artikler om dette emnet?
• Hvordan vil energi tilføres en slik verden? Ville det være metalliske planter som ting som utfører fotosyntese? Vil de kreve væske for å overleve? Noen blodlignende innsider? Jeg håper dette ikke er frekt å stille så mange spørsmål. Jeg er helt full av dem og frustrert over at litt googling ikke gir ‘ t.

Jeg vil påpeke en av mine favorittforfattere, Robert L. Forward, beskrev en slik verden i Flight of the Dragonfly (senere Rocheworld ). Det nedstyrte leteplanet, som flyr i ammoniakkhavet, hadde de reneste vinduene på ti lysår.