Hur skulle en ammoniakbaserad värld se ut?

Vatten har några effekter på jorden som kommer från dess egenskaper.

• Frysning och upptining av vatten kostar mycket höga energikostnader, och det gör också ammoniak
• Flytande vatten är tätast vid 4 grader, inte fryser
• Alkalisk löslighet av ammoniak
• Ammoniak är brännbar

Ett antagande – med undantag av Ammoniak, sammansättningen av planeten är mestadels jordlik.

Stående på planeten, jag antar att du kommer att se väldigt djupa blå hav. Även om ammoniak är färglöst i sig, kommer spårmängder av alkaliska metaller som finns att ge ammoniak ett djupblått utseende. ”Hav” och annan hög koncentration av ammoniak till upplösta metaller skulle vara mycket blå. Sjöar och potentiellt floder som har mer metaller upplösta kommer att få ett metalliskt utseende och börja leda elektricitet mycket lätt. Kan ge upphov till några intressanta blixtstormar på floder och sjöar.

”Ice” kommer att förflyttas till djupet av dessa sjöar och hav, inte ytan.

Klimatet skulle vara mycket enklare … strömmar och värmefördelningssystem på jorden beror mycket på vattenens olika densiteter vid olika temperaturer. I en ammoniakvärld kommer isen att vara i botten med gradvis varmare ammoniak upp till ytan. Dina stolpar kommer att frysas med ”tropikerna” som är extremt fuktiga (ammoniak fuktiga?). Det är förmodligen ett smalt band mellan de två regionerna där det är gästvänligt för livet … tropiker och polar skulle bara vara tillgängliga för dem extremofiler.

Ammoniak och vatten är på mycket lika nivåer så långt som uppvärmning av entropi och fusion går, så du skulle se en liknande hastighet för daglig uppvärmning och kylning. Ammoniak ändrar faktiskt sin specifika värmekapacitet och tar mer energi att värma när det blir varmare … så du kan faktiskt se mindre dagliga temperaturförändringar på grund av uppvärmning.

Ingen aning om genomförbarhet, men ammoniak är ganska brandfarligt . Om det finns en syrekomponent i din atmosfär kommer ammoniak att brinna ner till vatten och så småningom NO2. För att vara ärlig tror jag att en ammoniakvärld per definition måste sakna syre, om den gjorde det skulle det antagligen förvandlas till en kvävetung atmosfär med vatten (jord mycket?)

Tillagt:

Floder kan hamna mycket djupare i en ammoniakvärld … vatten genom kalcium och alkaliska metaller löser sig lite, men inte mycket. Å andra sidan kommer ammoniak att vara mycket mer reaktivt och gräva mycket djupare diken.Om denna hypotetiska planet och jorden hade en liknande smink, skulle de steniga bergen ha stora diken huggen djupt genom att rinna ammoniak från reaktionerna med kalksten.

Kommentarer

• Kalksten skulle sannolikt inte existera i en ammoniakbaserad värld. Kalksten bildas av kalcium i skalen av havslivet – havslivet i en ammoniakvätska skulle inte använda kalcium av exakt denna anledning så skulle behöva använda något annat eller inte ha några skal alls.
• Varför gör du tror att floder och sjöar skulle ha mer upplösta material än hav? Med vatten på jorden är det ’ exakt tvärtom: Hav är salta eftersom alla floder sätter sina mineraler (salter) där, men avdunstning inte ’ ta bort dem; floder och sjöar är i allmänhet mindre mineraliserade eftersom vattnet i dem uppdateras genom (icke-salt) regn, medan vattnet som rinner bort tar de upplösta mineralerna med sig.
• Det förefaller mig som om fritt syre i atmosfären är ganska osannolik i ammoniakvärlden, den skulle snabbt reagera med ammoniak.
• @irigi – exakt, det ’ är vad jag menade med ’ ammoniak är brännbart ’. Fritt syre reagerar i någon utsträckning med ammoniak och blir vatten / NO2. Det finns ’ en betydande mängd information om farligt materialhantering kring ammoniakens brännbarhet … uppenbarligen något som bara kommer upp på senare tid också.
• @Twelfth Jag ville bara säga att ’ ammoniak är brännbart ’ betyder inte ’ t betyder bara fara av bränder. Det betyder att det efter några (tusentals) år antingen inte finns någon fri ammoniak eller att det inte kommer att finnas något fritt syre. Men kanske menade du detsamma, jag ville bara påpeka det.

Som en solid, ammoniak är betydligt tätare än i flytande form (se wikipedia). Således skulle all ammoniak som stelnat bildas vid sjöns botten. Detta skulle vara dåligt för alla ammoniakfiskar runt, eftersom isen som bildas på vattensjöns toppar hindrar dem från att frysa ytterligare och därmed bevarar fisken. I en ammoniaksjö skulle det inte vara otänkbart för hela saken att frysa nerifrån och upp.

Mer ”cribbing:” Jag Cn-Ped detta från en glömd källa. Även om Haldane gick igenom detta 1954 tror jag att vetenskapen är giltig:

1954 föreslog JBS Haldane, som talade vid symposiet om livets ursprung, att en alternativ biokemi skulle kunna tänkas i vilket vatten ersattes som ett lösningsmedel med flytande ammoniak. En del av hans resonemang baserades på observationen att vatten har ett antal ammoniakanaloger. Ammoniakanalogen av metanol, CH3OH, är till exempel metylamin, CH3NH2. Haldane teoretiserade att det skulle vara möjligt att bygga upp ammoniakbaserade motsvarigheter till komplexa ämnen, såsom proteiner och nukleinsyror, och sedan använda sig av det faktum att en hel klass av organiska föreningar, peptiderna, kunde existera utan förändring i ammoniak. Amidmolekylerna, som ersätter de normala aminosyrorna, kunde sedan genomgå kondens för att bilda polypeptider som skulle vara nästan identiska till de som finns i markbundna livsformer. Denna hypotes, som utvecklades vidare av den brittiska astronomen V. Axel Firsoff, är av särskilt intresse när man överväger möjligheten till biologisk utveckling i ammoniakrika världar som gasjättar och deras månar (se Jupiter, livet på).

På plussidan har flytande ammoniak vissa slående kemiska likheter med vatten. Det finns ett helt system av organisk och oorganisk kemi som äger rum i ammono, istället för vattenhaltig lösning. 4, 5 Ammoniak har den ytterligare fördelen att de flesta organiska ämnen löses såväl som eller bättre än vatten, 6 och den har den aldrig tidigare skådade förmågan lösa många elementära metaller, inklusive natrium, magnesium och aluminium, direkt i lösning; dessutom är flera andra element, såsom jod, svavel, selen och fosfor också något lösliga i ammoniak med minimal reaktion. Var och en av dessa element är viktigt för livskemi och vägarna för prebiotisk syntes. Invändningen framförs ofta att flytande ammoniak – 44 ° C vid 1 atmtryck – är ganska lågt för biologi. Men som med vatten ökar likviditetsområdet genom att höja planetens yttryck. Vid 60 atm, till exempel, vilket är lägre än de tillgängliga trycken på Jupiter eller Venus, kokar ammoniak vid 98 ° C istället för -33 ° C, vilket ger ett likviditetsområde på 175 ° C. Ammoniakbaserat liv behöver inte nödvändigtvis vara livslängd vid låg temperatur!

Ammoniak har en dielektrisk konstant på cirka ¼ den för vatten, vilket gör den till en mycket sämre isolator.Å andra sidan är ammoniakens smältvärme högre, så det är relativt svårare att frysa vid smältpunkten. Den specifika ammoniakvärmen är något större än för vatten och den är mycket mindre viskös (den är friare Den sura baskemin i flytande ammoniak har studerats ingående och den har visat sig vara nästan lika rik på detaljer som vattensystemet. På många sätt, som ett lösningsmedel för livet, är ammoniak knappast sämre än vatten. Tvingande analoger till makromolekylerna i det jordiska livet kan utformas i ammoniaksystemet. Emellertid kan en ammoniakbaserad biokemi utvecklas längs helt olika linjer. Det finns förmodligen lika många olika möjligheter i kol-ammoniak som i kol-vatten-system. Det vitala lösningsmedlet i en levande organism bör kunna dissocieras till anjoner (negativa joner) och katjoner (positiva joner), vilket gör att syrabasreaktioner kan inträffa. I ammoniaklösningsmedelssystemet är syror och baser annorlunda än i vattensystemet(surhet och basitet definieras i förhållande till mediet i vilket de löses upp). I ammoniaksystemet verkar vatten, som reagerar med flytande ammoniak för att ge NH + -jonen, vara en stark syra – ganska fientlig mot liv. Ammonolivsstronomer, som tittar på vår planet, skulle utan tvekan se jordens hav som lite mer än kärl med het syra. Vatten och ammoniak är inte kemiskt identiska: de är helt enkelt analoga. Det kommer nödvändigtvis att finnas många skillnader i de biokemiska uppgifterna. Molton föreslog till exempel att ammoniakbaserade livsformer kan använda cesium och rubidiumklorider för att reglera cellmembranets elektriska potential. Dessa salter är mer lösliga i flytande ammoniak än kalium- eller natriumsalter som används av marklevande liv.

På den nedre sidan finns det problem med begreppet ammoniak som en grund för livet.Dessa centrerar sig främst på det faktum att förångningsvärmen för ammoniak bara är hälften av vatten och dess ytspänning bara en tredjedel så mycket. Följaktligen är vätebindningarna som finns mellan ammoniakmolekylen mycket svagare än de i vatten så att ammoniak skulle vara mindre kapabel att koncentrera icke-polära molekyler genom en hydrofob effekt. frågor hänger över hur bra ammoniak kunde hålla prebiotiska molekyler ihop tillräckligt bra för att möjliggöra bildandet av ett självåterskapande system.

Kommentarer

• Detta är från daviddarling.info/encyclopedia/A/ammonialife.html , som själv modifierade det lätt (med attribution) från ’ Xenology: En introduktion till den vetenskapliga studien av utomjordiskt liv, intelligens och civilisation av Robert A. Freitas, Jr. ’ xenology.info/Xeno/8.2.2.htm
• Välkommen till WorldBuilding.SE! Intressant start, mycket detaljerat svar.

Om det regnar ammoniak ser det ut som Saturnus:

Saturnus övre atmosfär är oftast ammoniakkristaller medan den nedre antingen är vatten eller ammoniumhydrosulfid . – Atmosfär av planeterna

@Tim B ”s kommentar om livet:

En av de mest elastiska organismerna som är kända är tardigrader (”vattenbjörnar”). Tardigrader kan gå i viloläge – kallat tun-tillstånd – en som är mer besläktad med ”avstängd animation” varigenom den kan överleva temperaturer från -253 ° C till 151 ° C , liksom exponering för röntgen och vakuumförhållanden. – Livet i extrema miljöer

Om det fanns något som ” ammoniak björnar ”, skulle de tycka att det var ganska härligt.

Efter att ha läst svaren här skulle jag anta att alla planeter med tillräckligt hög koncentration av ammoniak antingen skulle ha löst upp sin egen fasta yta, bryt ner tillräckligt med material så att den nu innehåller vatten eller i slutändan hade solid yta att stå på till att börja med, som våra gasjättar.

JUPITER OCH SATURN CLOUD LAYERS :

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

~ Molnigt, med en liten chans att död.

Kommentarer

• Vattenbjörnar är ett bra exempel, men jag tror att de inte är aktiva vid de temperaturer vi diskuterar. Det ’ är bra här eftersom de kan vänta på en upptining. Om upptiningen aldrig kommer men det hjälper inte ’ …

Jag är inte säker på ammoniak, men till exempel på månen Titan finns det sjöar av flytande metan, teoretiskt finns det inget i kemin som hindrar liv från att bildas baserat på flytande metan som medium istället för vatten, men vi förstår ändå inte vad som är livet för att ha ett definitivt svar på det. Forskare fann från Cassini– Huygens uppdrag att vätgasnivåer nära ytan av Titan är lägre än det borde vara och det är mycket högre i den övre atmosfären, som består av en tidigare förutsägelse från Chris McKay och Heather Smith att om det finns metanbaserat liv på Titan skulle de andas väte och infunderar det med acetylen för att producera energi. Det finns ett bestående flöde av väte från den övre atmosfären till ytan av Titan men det försvinner bara. en intressant förutsägelse för en sådan livsform är att den kommer att ha riktigt långsam metabolism, sätt långsammare än växter.

Problemet med att byta ammoniak mot vatten är att till skillnad från vatten är ammoniakis tätare än flytande ammoniak och sjunker därför istället för att flyta som is gör i vatten.

Isskiktet som bildas på vatten isolerar vattnet under det och förhindrar att det fryser ytterligare men med ammoniak fryser toppen, sjunker, exponerar nästa lager som fryser sänkor och så vidare tills hela kroppen av ammoniak är fryst fast. I princip, om du hade ammoniakhav i temperaturintervaller som motsvarar vatten på jorden, skulle hela havet troligen så småningom frysa fast och med det planeten.

Så för att börja, om du vill ha hav i din ammoniakvärld, måste det vara relativt varmt och enhetligt så att isbildning skulle vara mycket farligt för hela ekosystemet. En möjlig väg runt detta problem skulle vara att postulera att planeten har mycket het kärna som Europa och därför ammoniakis som sjunker, smälter när den sjunker ner. Det skulle också ge mycket energi till ekosystemet även om planeten ligger långt från solen.

Som noterats av tolvte bildar ammoniak många stabila komplex med många metaller, så sannolikt skulle alla ammoniakhav mycket komplexa blandningar eller ren ammoniak och olika ammoniakföreningar. Mer intressant, några av dessa föreningar är nedsänkbara för varandra, dvs. de blandas inte och bildar istället lager när de kastas ihop så att ett ammoniakhav kan ha olika lager, bubbla eller fickor med väldigt olika egenskaper.

Nu bara snöbollar men mycket elektriskt ledande vattenmassor kan ge grunden för livsformer som rör elektroner direkt, som ström istället för att använda långa kedjor av kemiska reaktioner som överlämnar t.ex. Krebs-cykeln.

Värmeplymer i djupa havet skulle kunna leda till separering av laddningar genom att flytta stora massor av ledande ammoniakmetallföreningar som skulle kunna skapa elen till den som utgör grunden för ekosystemet, precis som solljus gör på jorden. Dessutom förmedlas energi till föreningar som värmen bryts sönder och reformer skulle också så småningom släppas elektriskt.

En organim som flyttade elektroner direkt kunde absorbera och använda mycket energi även vid kryogena temperaturer. Istället för något trögt som en glaciär som du skulle få med kryogenisk kemisk energiöverföring skulle du få något kallt men snabbt, troligtvis något som fungerar som en superledare som blir effektivare och snabbare och dödligare när det blir kallare.

Helt annorlunda klass av critter från dina vanliga påsar med kol fyllda med vatten som rör sig åtminstone inför det, diffusionshastigheten

En sådan organism skulle sannolikt ha färre celler eller fack som de skulle inte behöva så många kemiska isoleringsfickor. De kan vara samlingar av jätte, dvs. nästan synliga celler. Eftersom rörliga elektroner är deras primära form av läge, är troligtvis alla celler långa och fibrösa. Varelserna kan tyckas vara gjorda av vävda nervceller med ammoniak-metalliska polymermembran. Fysiskt framträdande relativt enkla, de kan ge vive av förenklade trasdockor jämfört med komplexa jordliv, deras komplexitet skulle ligga i deras osynliga elektriska fält och kretsar bildade på, mellan och inuti deras jätte cellmembran. > Om alla vattenmassor är ledande möjliga med olika nedsänkbara kanaler som dirigerar strömmar, kan troligtvis också landbiosfären utvecklas som elektriskt ansluten. På jorden har man hävdat att livet på land mer eller mindre drar med sig havet inuti det. Samma grundläggande fenomen skulle också leda upp landbiosfären till planetkretsen.

Hela biosfären kan likna något mer som en planet med självreproduktionsrobotar som alltid är ute efter ström att knacka och stjäla.Istället för att äta byte för energin i bytköttets kemiska bindningar, skulle de bara kortsluta bytesorganismen och tömma dess laddning och ta lite eller ingen roll från dödandet. Men kortslutning av membranen kan orsaka att jätteceller eller vävnader bara faller sönder och lämnar ett damm av råvaror.

Bra historia potential. Vanligtvis är idén om organiska livsformer som utgör ett allvarligt hot mot ett högteknologiskt rymdskepp och besättning som landar på en planet dumt. Vi snusade jordens megafunga med spetsig pinne och det dåligaste rovdjuret som alla vandrade jorden skulle inte hålla i 60 sekunder mot din typiska marinman och kunde inte komma förbi den minsta metallbarriären.

Men en critter i en elektro-ammoniakbaserad värld allt i kuslig evig twillite långt ifrån någon sol.

1. En extremt kall miljö som gör metaller och plast sprött,

2. Organismer som inte har någon cirkulation och eventuellt inga riktiga kritiska vitala områden som vassa pinnar eller kulor kan sticka in hål i.

3. Som rör sig vid elektriska och inte biologiska hastigheter,

4. som möjligen har pansrat metalliskt kött

5. vars styrka bestäms av spänning och strömstyrka istället för muskler så ju mer juice det blir desto starkare blir det.

6. Som både kan absorbera och projicera elektricitet

7. vilket sannolikt kommer att ha har radio- eller magnetbaserade sinnenavkänningar

8. Det kan anpassas till s horta ut elektronik och sylt radar och radio.

9. Det ser en människa i rymddräkt som ett gående batteri till lunch

10. och ser rymdskeppet som en allt du kan äta buffé.

Nåväl, nu när det skulle göra att all syra-för-blod-critter Ellen Ripley hade en sådan krångel med att se ut som en pensé skulle inte det? fluffboll jagade bara människor runt skeppet, det försökte inte skada skeppssystemen, tömma dess kraft och kanske absorbera dess skrov och förstöra allt hopp om överlevnad.

Elektrolivsformen skulle sannolikt helt ignorera människorna men skulle gå rakt mot den teknik som gör oss människor till badasses istället för frysta köttpåsar på en kryogen värld. Metall, elektricitet, plasmavapen (plasma även om het leder elektricitet) etc skulle inte vara hinder för varelsen men mat. Ju mer högteknologi du tog till planeten och piskade ut för försvaret, desto starkare och mer lockad skulle monster få .

De kanske inte ens märker människorna men om de människor inte kunde hindra varelserna från att slita sönder sina rymddräkter, tömma fartygets makt eller riva den för rena metaller skulle besättningen dö precis som hemskt som om sakerna faktiskt försökte äta dem.

Kommentarer

• Jag ’ vill ha mer information om hur elektriska livsformer skulle fungera. Vad ’ är ett bra vetenskapligt namn för dem? Jag kallar dem bara elektronik. Jag har 1 art som lever i jätte metallkupor i rymden och bygger på den genom att bryta metaller från passerande asteroider. Och en som lever i en frusen värld som kretsar kring en röd dvärg och flyger runt med flera spinniga blad på sin ormiga nedre halva. Skulle elektriska livsformer ha organ av något slag? Någon central hjärna? Hur skulle synen fungera, skulle de kunna arbeta i varmare miljöer? Vad menar du med elektriska hastigheter? Finns det några artiklar om detta ämne?
• Hur skulle energi tillföras en sådan värld? Skulle det finnas metallverk som saker som utför fotosyntes? Skulle de behöva någon vätska för att överleva? Några blodiga insidor? Jag hoppas att detta inte är oförskämt att ställa så mycket frågor. Jag är helt full av dem och frustrerad över att lite googling inte ’ inte ger mig svar.

Jag vill påpeka en av mina favoritförfattare, Robert L. Forward, beskrev en sådan värld i Flight of the Dragonfly (senare Rocheworld ). Det sjunkna prospekteringsplanet, som fladdrade i ammoniakhavet, hade de renaste fönstren på tio ljusår.