Como seria um mundo baseado em amônia?

A água tem alguns efeitos na Terra, que vêm de suas propriedades.

• O congelamento e o descongelamento da água têm um custo de energia muito alto, assim como a amônia
• A água líquida é mais densa a 4 graus, não congelando
• Solubilidade alcalina da amônia
• A amônia é combustível

Uma suposição – com exceção da amônia, a composição do planeta é principalmente semelhante à terra.

Estando no planeta, imagino que você verá oceanos azuis muito profundos. Embora a amônia seja incolor, traços de metais alcalinos presentes darão à amônia uma aparência de um azul profundo. “Oceanos” e outras concentrações de alta concentração de amônia em metais dissolvidos seriam muito azuis. Lagos e, potencialmente, rios com mais metais dissolvidos começarão a assumir uma aparência metálica e a conduzir eletricidade muito rapidamente. Pode gerar algumas tempestades com raios em rios e lagos interessantes.

O “gelo” será relegado às profundezas desses lagos e oceanos, não à superfície.

O clima seria muito bom mais simples … as correntes e os sistemas de distribuição de calor na Terra dependem muito das diferentes densidades de água em diferentes temperaturas. Em um mundo com amônia, o gelo estará no fundo com a amônia gradualmente mais quente à superfície. Seus pólos ficarão congelados com os “trópicos” sendo excessivamente úmidos (úmido de amônia?). Provavelmente há uma faixa estreita entre as duas regiões onde é hospitaleiro para a vida … trópicos e polares só estariam disponíveis para os extremófilos.

A amônia e a água estão em níveis muito semelhantes, tanto quanto aquece de entropia e fusão vai, então você veria uma taxa semelhante de aquecimento e resfriamento diário. A amônia na verdade muda sua capacidade de calor específica e consome mais energia para aquecer à medida que fica mais quente … então você pode ver menos mudanças diárias de temperatura devido ao aquecimento.

Não há pistas sobre a viabilidade, mas a amônia é bastante inflamável . Se houver um componente de oxigênio em sua atmosfera, a amônia se transformará em água e eventualmente NO2. Para ser honesto, eu acho que um mundo de amônia deve ter falta de oxigênio por definição, se tivesse, ele provavelmente se transformaria em uma atmosfera pesada de nitrogênio com água (muita terra?)

Adicionado:

Os rios podem acabar cortando muito mais fundo no mundo da amônia … a água através do cálcio e dos metais alcalinos se dissolve um pouco, mas não muito. Por outro lado, a amônia será muito mais reativa e cavará trincheiras muito mais profundas.Se este planeta hipotético e a Terra tivessem uma composição semelhante, as montanhas rochosas teriam enormes trincheiras escavadas profundamente pelo fluxo de amônia das reações com o calcário.

Comentários

• Seria improvável que o calcário existisse em um mundo baseado na amônia. O calcário é formado a partir do cálcio nas conchas da vida marinha – a vida marinha em um líquido de amônia não usaria cálcio exatamente por esse motivo, então teria que usar outra coisa ou não teria nenhuma concha.
• Por que você Você acha que rios e lagos teriam mais materiais dissolvidos do que oceanos? Com a água na terra, ‘ é exatamente o contrário: os oceanos são salgados porque todos os rios colocam seus minerais (sais) lá, mas a evaporação não ‘ t removê-los; rios e lagos são geralmente menos mineralizados porque a água neles é refrescada pela chuva (não salgada), enquanto a água que flui leva consigo os minerais dissolvidos.
• Parece-me que o oxigênio livre no atmosfera é bastante improvável no mundo da amônia, ela reagiria rapidamente com a amônia.
• @irigi – exatamente, é ‘ o que eu quis dizer com ‘ a amônia é combustível ‘. O oxigênio livre, em qualquer grau, reagirá com a amônia e se tornará água / NO2. Há ‘ uma quantidade significativa de informações sobre o manuseio de materiais perigosos em torno da combustibilidade da amônia … aparentemente algo que só apareceu em tempos mais recentes também.
• @Décimo segundo Só queria dizer que ‘ amônia é combustível ‘ não ‘ significa apenas perigo de incêndios. Isso significa que depois de alguns (milhares) de anos, ou não haverá amônia livre ou não haverá oxigênio livre. Mas talvez você quisesse dizer o mesmo, eu só queria ressaltar.

Como um sólido, a amônia é consideravelmente mais densa do que em sua forma líquida (veja wikipedia). Assim, qualquer amônia que solidificasse se formaria no fundo dos lagos. Isso seria ruim para qualquer peixe de amônia ao redor, já que o gelo que se forma no topo dos lagos de água os impede de congelar ainda mais, preservando assim os peixes. Em um lago de amônia, não seria inconcebível que a coisa toda congelasse de baixo para cima.

Mais “cribbing:” I Cn-Ped isso de uma fonte esquecida. Embora Haldane tenha feito isso em 1954, acredito que a ciência é válida:

Em 1954, JBS Haldane, falando no Simpósio sobre a Origem da Vida, sugeriu que uma bioquímica alternativa poderia ser concebida em que a água foi substituída como solvente por amônia líquida. Parte de seu raciocínio baseava-se na observação de que a água tem vários análogos da amônia. Por exemplo, o análogo de amônia do metanol, CH3OH, é metilamina, CH3NH2. Haldane teorizou que poderia ser possível construir as contrapartes à base de amônia de substâncias complexas, como proteínas e ácidos nucléicos, e então fazer uso do fato de que uma classe inteira de compostos orgânicos, os peptídeos, poderia existir sem mudança no sistema de amônia. As moléculas de amida, que substituem os aminoácidos normais, poderiam então sofrer condensação para formar polipeptídeos que seriam quase idênticos em forma aos encontrados nas formas de vida terrestre. Esta hipótese, que foi desenvolvida pelo astrônomo britânico V. Axel Firsoff, é de particular interesse quando se considera a possibilidade de evolução biológica em mundos ricos em amônia, como gigantes gasosos e suas luas (ver Júpiter, vida em diante).

Do lado positivo, a amônia líquida tem algumas semelhanças químicas impressionantes com a água. Existe todo um sistema de química orgânica e inorgânica que ocorre em amoníaco, em vez de solução aquosa. 4, 5 A amônia tem a vantagem adicional de dissolver a maioria dos produtos orgânicos tão bem ou melhor do que a água, 6 e tem a capacidade sem precedentes de dissolver muitos metais elementares, incluindo sódio, magnésio e alumínio, diretamente na solução; além disso, vários outros elementos, como iodo, enxofre, selênio e fósforo também são um tanto solúveis em amônia com reação mínima. Cada um desses elementos é importante para a química da vida e os caminhos da síntese pré-biótica. A objeção é frequentemente levantada de que a faixa de liquidez da amônia líquida – 44 ° C a 1 atm de pressão – é bastante baixa para a biologia. Mas, como acontece com a água, aumentar a pressão da superfície planetária amplia a faixa de liquidez. A 60 atm, por exemplo, que está abaixo das pressões disponíveis em Júpiter ou Vênus, a amônia ferve a 98 ° C em vez de -33 ° C, dando uma faixa de liquidez de 175 ° C. A vida à base de amônia não precisa ser necessariamente uma vida de baixa temperatura!

A amônia tem uma constante dielétrica de cerca de ¼ daquela da água, o que a torna um isolante muito mais pobre.Por outro lado, o calor de fusão da amônia é maior, por isso é relativamente mais difícil de congelar no ponto de fusão. O calor específico da amônia é ligeiramente maior do que o da água e é muito menos viscoso (é mais livre fluindo). A química ácido-base da amônia líquida foi estudada extensivamente e provou ser quase tão rica em detalhes quanto a do sistema de água. Em muitos aspectos, como um solvente para a vida, a amônia dificilmente é inferior à água . Análogos convincentes para as macromoléculas da vida terrestre podem ser projetados no sistema de amônia. No entanto, uma bioquímica à base de amônia pode muito bem se desenvolver ao longo de linhas totalmente diferentes. Provavelmente, existem tantas possibilidades diferentes em carbono-amônia como em sistemas de carbono-água. O solvente vital de um organismo vivo deve ser capaz de se dissociar em ânions (íons negativos) e cátions (íons positivos), o que permite que ocorram reações ácido-base. No sistema solvente de amônia, os ácidos e as bases são diferentes do sistema de água(a acidez e a basicidade são definidas em relação ao meio em que se dissolvem). No sistema de amônia, a água, que reage com a amônia líquida para produzir o íon NH +, parece ser um ácido forte – bastante hostil à vida. Astrônomos com vida amoniacal, observando nosso planeta, sem dúvida veriam os oceanos da Terra como pouco mais do que tonéis de ácido quente. Água e amônia não são quimicamente idênticos: eles são simplesmente análogos. Haverá necessariamente muitas diferenças nas características bioquímicas. Molton sugeriram, por exemplo, que as formas de vida à base de amônia podem usar cloretos de césio e rubídio para regular o potencial elétrico das membranas celulares. Esses sais são mais solúveis na amônia líquida do que os sais de potássio ou sódio usados pela vida terrestre.

or outro lado, existem problemas com a noção de amônia como base para a vida, que se centram principalmente no fato de que o calor de vaporização da amônia é apenas metade do da água e sua tensão superficial apenas um terço. Consequentemente, as ligações de hidrogênio que existem entre as moléculas de amônia são muito mais fracas do que as da água, de modo que a amônia seria menos capaz de concentrar moléculas apolares por meio de um efeito hidrofóbico. cia, as questões pairam sobre o quão bem a amônia poderia manter as moléculas prebióticas juntas suficientemente bem para permitir a formação de um sistema auto-reprodutor.

Comentários

• Este é de daviddarling.info/encyclopedia/A/ammonialife.html , que o modificou levemente (com atribuição) de ‘ Xenologia: Uma introdução ao estudo científico da vida, inteligência e civilização extraterrestre por Robert A. Freitas, Jr. ‘ xenology.info/Xeno/8.2.2.htm
• Bem-vindo ao WorldBuilding.SE! Início interessante, resposta muito detalhada.

Se estivesse chovendo amônia, seria parecido com Saturno:

A alta atmosfera de Saturno é principalmente cristais de amônia enquanto o inferior é água ou hidrossulfeto de amônio . – Atmosfera dos planetas

Comentário de @Tim B “sobre a vida:

Um dos organismos resilientes mais conhecidos são os tardígrados (“ursos dágua”). Tardígrados podem entrar em um modo de hibernação – chamado de estado tun – um que é mais parecido com “animação suspensa”, pelo qual pode sobreviver a temperaturas de -253 ° C a 151 ° C , bem como a exposição a raios-x e condições de vácuo. – Vida em ambientes extremos

Se existisse “ ursos de amônia “, eles achariam isso adorável.

Depois de ler as respostas aqui, eu presumiria que qualquer planeta com uma concentração alta o suficiente de amônia teria dissolvido sua própria superfície sólida, quebrado material suficiente para que agora incluísse água ou, finalmente, não tinha Para começar, uma superfície sólida para se apoiar, como nossos gigantes gasosos.

CAMADAS DE NUVEM DE JÚPITER E SATURNO :

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

~ Nublado, com uma pequena chance de morte.

Comentários

• Os ursos dágua são um bom exemplo, mas acredito que não sejam ativos nas temperaturas que estamos discutindo. Isso ‘ está bem aqui, pois eles podem esperar pelo degelo. Se o degelo nunca acontecer, não ‘ realmente ajudará …

Não tenho certeza sobre a amônia, mas, por exemplo, na lua Titã, existem lagos de metano líquido, teoricamente não há nada na química que impeça a vida de se formar com base no metano líquido como meio em vez da água, mas ainda não entendemos o que é vida para termos uma resposta definitiva sobre isso. Cientistas descobriram da Cassini– A missão Huygens de que os níveis de hidrogênio perto da superfície de Titã são mais baixos do que deveriam ser e são muito mais altos na atmosfera superior, o que consiste em uma previsão anterior feita por Chris McKay e Heather Smith de que se houvesse vida baseada em metano em Titã, eles iriam respirar hidrogênio e infundi-lo com acetileno para produzir energia. Há um fluxo consistente de hidrogênio da atmosfera superior para a superfície de Titã, mas ele simplesmente desaparece. Uma previsão interessante para essa forma de vida é que terá um metabolismo muito lento. mais lento do que as plantas.

O problema com a troca de amônia por água é que, ao contrário da água, o gelo de amônia é mais denso que a amônia líquida e, portanto, afunda em vez de flutuar como o gelo na água.

A camada de gelo que se forma na água isola o corpo de água por baixo impedindo-o de congelar ainda mais, mas com amônia, o topo congela, afunda, expõe a próxima camada que congela afunda e assim por diante até o todo corpo de amônia é sólido congelado. Em princípio, se você tivesse um mar de amônia em faixas de temperatura análogas à da água na terra, o oceano inteiro provavelmente congelaria e com ele o planeta.

Então, para começar, se você quer oceanos em seu mundo de amônia, teria que ser relativamente quente e uniforme, pois a formação de gelo seria muito perigosa para todo o ecossistema. Uma possível maneira de contornar esse problema seria postular que o planeta tem um núcleo muito quente como Europa e, portanto, gelo de amônia que afunda, derrete à medida que desce. Isso também forneceria muita energia para o ecossistema, mesmo que o planeta esteja longe do sol.

Conforme observado pelo décimo segundo, a amônia forma muitos complexos estáveis com muitos metais, então provavelmente qualquer oceano de amônia seria uma mistura muito complexa ou amônia pura e vários compostos de amônia. Mais interessante, alguns desses compostos são imersíveis entre si, ou seja, eles não se misturam e, em vez disso, formam camadas quando jogados juntos, de modo que um oceano de amônia pode ter várias camadas, bolhas ou bolsões de propriedades muito diferentes.

Agora apenas massas de água em forma de bola de neve, mas altamente eletricamente condutivas, poderiam fornecer a base para formas de vida que movem elétrons diretamente, como corrente em vez de usar longas cadeias de reações químicas, por exemplo, o ciclo de Krebs.

Plumas térmicas no oceano profundo poderia conduzir a separação de cargas movendo vastas massas de compostos metálicos de amônia condutores que poderiam criar a eletricidade que formaria a base do ecossistema, assim como a luz do sol na Terra. Além disso, a energia transmitida a compostos que o calor quebra e as reformas também acabariam ser liberado eletricamente.

Um órgão que movia elétrons diretamente poderia absorver e gastar muita energia mesmo em temperaturas criogênicas. Em vez de algo lento como uma geleira que você obteria com a transferência de energia química criogênica, você obteria algo frio, mas rápido, provavelmente algo funcionando como um supercondutor que se torna mais eficiente, rápido e mortal à medida que fica mais frio.

Uma classe totalmente diferente de criaturas de seus sacos padrão de carbono cheios de água que se movem, pelo menos, na velocidade de difusão

Tal organismo provavelmente teria menos células ou compartimentos como eles não precisariam de tantos bolsões de isolamento químico. Eles podem ser coleções de células gigantes, ou seja, células quase visíveis. Visto que o movimento dos elétrons é sua forma primária de modo, provavelmente todas as células são longas e fibrosas. As criaturas podem parecer feitas de fios entrelaçados de neurônios com membranas de polímero metálico de amônia. Fisicamente parecendo relativamente simples, eles podem dar a vida de bonecos de pano simplistas em comparação com a vida terrena complexa; sua complexidade estaria em seus campos elétricos invisíveis e circuitos formados em, entre e dentro de suas membranas celulares gigantes.

Se todas as massas de água são condutivas possíveis com várias correntes de roteamento de canais imersíveis, então provavelmente a biosfera terrestre pode evoluir como eletricamente conectada também. Na terra, argumentou-se que a vida na terra arrastava mais ou menos o mar dentro dela. Os mesmos fenômenos básicos conectariam a biosfera terrestre ao circuito planetário também.

A biosfera inteira pode se assemelhar a algo mais como um planeta de robôs que se auto-reproduzem sempre em busca de correntes para extrair e roubar.Em vez de comer a presa para obter energia nas ligações químicas da carne da presa, eles simplesmente causariam um curto no organismo da presa e drenariam sua carga, tirando pouca ou nenhuma matéria da morte. Mas o curto-circuito nas membranas pode fazer com que as células ou tecidos gigantes se desintegrem, deixando um pó de matéria-prima.

Bom potencial para uma história. Normalmente, a ideia de formas de vida orgânica representando qualquer ameaça séria para uma nave espacial de alta tecnologia e tripulação pousando em um planeta é boba. Nós apagamos a megafunga da terra com uma vara pontiaguda e o predador mais durão que cada caminhada na terra não duraria 60 segundos contra um fuzileiro naval típico e não poderíamos passar a menor barreira de metal.

Mas um bicho em um mundo baseado em eletroamônia todo em twillite perpétuo assustador longe de qualquer sol.

1. Um ambiente ultra frio que torna os metais e plásticos quebradiços,

2. Organismos que não têm circulação e possivelmente nenhuma área vital crítica real onde varas afiadas ou balas possam fazer buracos.

3. Isso se move na parte elétrica e não velocidades biológicas,

4. que possivelmente tem, na verdade, carne metálica blindada

5. Cuja força é determinada pela voltagem e amperagem em vez do músculo, quanto mais suco ele obtém, mais forte fica.

6. O que pode absorver e projetar eletricidade

7. o que provavelmente terá têm sentidos baseados em rádio ou magnético

8. Isso pode ser adaptado para s reduza a eletrônica e congestionamento de radar e rádios.

9. Isso vê um humano em um traje espacial como uma bateria ambulante para o almoço

10. e vê a nave espacial como um bufê à vontade.

Bem, agora que isso faria com que aquela criatura de ácido para sangue Ellen Ripley tivesse uma briga parecesse um amor-perfeito, não é? fluff ball apenas perseguiu humanos ao redor da nave, ela não tentou quebrar os sistemas da nave, drenar seu poder e talvez absorver seu casco, destruindo toda esperança de sobrevivência.

A forma de vida eletro provavelmente ignoraria completamente os humanos, mas iria direto para a tecnologia que nos torna durões, em vez de sacos de carne congelados em um mundo criogênico. Metal, eletricidade, armas de plasma (plasma embora o calor conduza eletricidade) etc. não seriam impedimentos para a criatura, mas comida. Quanto mais alta tecnologia você trouxesse para o planeta e usasse para a defesa, mais fortes e atraídos os monstros ficariam .

Eles podem nem notar os humanos, mas se eles não conseguissem impedir as criaturas de rasgar seus trajes espaciais, drenar a energia da nave ou rasgá-la em busca de metais puros, a tripulação morreria exatamente como horrivelmente como se as coisas realmente tentassem comê-los.

Comentários

• Eu ‘ d gostaria de mais informações sobre como as formas de vida elétricas funcionariam. Qual ‘ é um bom nome científico para eles? Eu apenas os chamo de eletrônicos. Eu tenho 1 espécie que vive em colmeias de metal gigantes no espaço e se constroem sobre ela minerando metais de asteróides que passam. E 1 que vive em um mundo congelado orbitando uma anã vermelha e voa com várias lâminas giratórias em sua metade inferior. As formas de vida elétricas teriam órgãos de qualquer tipo? Qualquer cérebro central? Como funcionaria a visão? Eles seriam capazes de operar em ambientes mais quentes? O que você quer dizer com velocidades elétricas? Existem artigos sobre esse assunto?
• Como a energia seria adicionada a um mundo assim? Haveria plantas metálicas como coisas realizando fotossíntese? Eles precisariam de algum líquido para sobreviver? Qualquer interior semelhante a sangue? Espero que não seja rude fazer tantas perguntas. Estou absolutamente cheio deles e frustrado porque um pouco de pesquisa no Google não ‘ não me dá respostas.

Gostaria de salientar que um dos meus autores favoritos, Robert L. Forward, descreveu tal mundo em Flight of the Dragonfly (posteriormente Rocheworld ). O avião de exploração abatido, se debatendo no mar de amônia, tinha as janelas mais limpas em dez anos-luz.