¿Cómo sería este mundo super-terrestre? (Evolución de la criatura)

Tengo un mundo súper-terrestre. La superficie del mundo es menos profunda debido a la gravedad adicional, por lo que las cadenas montañosas son más cortas y las profundidades oceánicas son menores. El mundo orbita un sistema estelar binario a una distancia de la región más lejana de la zona habitable, ambas estrellas tienen masas de 0,93 veces la de nuestros soles. El mundo es altamente volcánico, aproximadamente de 15 a 16 veces más volcánico que nuestro planeta.

Gravedad superficial: 1,35x de la Tierra.

Espesor de la atmósfera: 10x de la Tierra (como resultado de que es altamente volcánica en comparación con la tierra).

Composición atmosférica: Nitrógeno 78%, 15% Oxígeno, 5% Dióxido de carbono, 2% Gases traza.

Temperatura: bastante caliente, siendo las regiones tropicales de 90 a 110 grados Fahrenheit. (basado en lo que he probado en Universe Sandbox 2)

Cobertura terrestre: 75% de agua y 25% de tierra (pero hay menos agua presente en este mundo ya que los océanos son menos profundos debido principalmente a muchas formaciones de islas)

Radio: 7750 kilómetros

Duración día/noche/rotación completa: 28 horas.

Inclinación axial: 53 grados.

Período orbital: 1,15 años

Excentricidad: 0.025


¿Cómo sería la fauna y la flora de este particular mundo debido a su presión?

Así que tu CO2 no será ni del 2% ni del 6%, ahora será del 5%. ¿Derecho?
pues es un 5% si, menos de lo que tiene la atmosfera de pandora
¿Pandora? ¿Qué película? ¿Avatar? ¿Podrías enviarme el enlace?
¿Por "atmósfera espesa" te refieres a densidad/presión o altura antes de llegar al espacio? Tenga en cuenta que una altitud muy alta para la atmósfera es poco probable, ya que también implicaría una gran presión atmosférica en la superficie.
@StephenG en su otra pregunta dijo 10 veces la presión atmosférica de la Tierra.
¿Cómo llegaste a esa composición atmosférica? ¿Es esta composición particular un requisito del escenario o una estimación? ¿Estás abierto a respuestas que lleguen a una composición atmosférica diferente? Con tanto dióxido de carbono, podría estar al borde de una situación de efecto invernadero fuera de control.
Estoy a punto de hacerlo, sí, aunque no puedo olvidar que la distancia hacia la estrella hace una gran diferencia. He experimentado esto en Universe Sandbox, parece muy estable en cuanto a temperatura.
Aunque es algo así como una estimación calculada, se debe a que el contenido de carbono de este mundo es mucho más que la corteza terrestre, además del hecho de que el mundo es mucho más volcánico gracias al calentamiento de las mareas y al hecho de que es más masivo.
Aunque puedo cambiar el contenido de dióxido de carbono.
Un pequeño consejo sobre los comentarios: para notificar a alguien, debe escribir una "@" delante de su nombre de usuario. Incluso autocompleta el nombre por ti. Solo el autor original de una publicación recibe una notificación sobre cada comentario. Puedes notificar a una persona por comentario.
Lo tengo, lo haré.
Si tiene calentamiento por marea, entonces debe haber una luna grande y cercana, o las estrellas binarias deben ser estrellas enanas tenues y este mundo en una órbita cercana alrededor de ellas. Además, en realidad no ha dicho si estaría abierto a una respuesta con una composición atmosférica diferente.
@MontyWild La cosa es que tengo una luna muy cercana que causa el calentamiento de las mareas y no estoy seguro, tal vez podría tener una atmósfera mejor, pero ciertamente mi objetivo es un clima tropical húmedo y cálido.

Respuestas (1)

TL;DR

Tu fauna:

  • La concentración de oxígeno es letal para la vida en la Tierra debido a la toxicidad del oxígeno en valores altos. Tus criaturas necesitarán mucha evolución para sobrevivir allí.
  • Tendrá una vida corta con mucha descendencia debido a los daños producidos por la alta concentración de oxígeno que no se puede reparar.
  • Los insectos serán enormes porque respiran a través de su piel y eso produce una fina relación entre la relación superficie/volumen y la concentración de oxígeno.
  • Toda tu fauna sufrirá narcosis nitrogenada que es bastante similar a estar borracho. Necesitará cierta evolución en su sistema nervioso.
  • Las bacterias tendrán más nitrógeno para respirar y lo usarán para producir aminoácidos, con esas proteínas y con esas plantas y animales. Será más rápido y más fácil.
  • Toda la fauna sufrirá hipercapnia, acidosis respiratoria por toxicidad del ácido carbónico y dióxido de carbono en alta concentración. Si no tienes una reelaboración masiva en el nivel ácido de su organismo, morirán.
  • El agua se volverá ácida debido al CO 2 , que matará a mucha fauna en el agua, como corales y otros.
  • Sus muertes reducirán el albedo planetario y eso elevará la temperatura.
  • El CO 2 es un gas de efecto invernadero y aumentará seriamente la temperatura global muchos grados.

tu flora:

Nuestro ambiente tiene 101.325  kPa de presión

Tu mundo:

101.325  kPa × 10 = 1013.25  kPa = 1.01325  MPa

  • 15 % O2 .
  • 5 % CO2 .
  • 83% N2 .

Ahora, les mostraré la presión parcial de esos gases.

Químico gramos/mol Moles Mol fractal Presión parcial O 2 15 % 31.9988 0.4687 0.1363 138.14  kPa norte 2 80 % 28.0134 2.8557 0.8306 841.61  kPa CO 2 5 % 44.0099 0.1136 0.0330 33.48  kPa Total 100 % 104.02 3.44 1 1013.25  kPa

¡Comencemos con el análisis!

Extremadamente hiperletal O 2

¡Tienes más de 138,14 kPa de oxígeno! Eso es demasiado. En la Tierra tenemos alrededor de 21 kPa de O 2 . Cualquier valor por encima de 50 kPa se vuelve letal para los humanos (y la mayoría de los animales) debido a la toxicidad del oxígeno que produce la hiperoxia . En esta respuesta enumero los síntomas de la toxicidad del oxígeno.

diferentes problemas que surgen de una alta concentración de oxígeno

Estos son algunos de los principales daños que produce la hiperoxia. Toda su fauna debe encontrar una manera de combatir estos problemas, debe hacer otra pregunta sobre cómo combatir solo la presión de oxígeno.

Además, el aumento de la presión de oxígeno aumentará la velocidad de oxidación de las cosas (como los metales) e incluso la materia orgánica (como cuando una manzana se oscurece después de cortarla) y también hará que las cosas sean mucho más inflamables.

El aumento de la presión de oxígeno aumentará la cantidad de ROS en el aire. Las especies reactivas de oxígeno producen enormes daños en nuestro organismo a nivel molecular, como:

  • Daños en la cadena de transporte de electrones de las mitocondrias (que produce nuestra energía).
  • Lípidos y proteínas, que nos componen.
  • Y el ADN y el ARN que usamos para transportar nuestra información genética.

Todos estos daños acumulativos producen un estrés oxidativo , que aumenta nuestra velocidad de envejecimiento debido a los daños no curables producidos en nuestras células.

Tu fauna tendrá vidas más cortas y muchas crías (si sobreviven) porque mantener un organismo viejo en este ambiente es realmente difícil debido a los constantes daños.

La mayoría de estos daños (por ejemplo, los daños en la retina o la piel no están incluidos) podrían reducirse con alguna evolución en sus sistemas respiratorios. Es decir, si de alguna manera eres capaz de reducir la entrada de oxígeno, todos los daños en su organismo interno podrían evitarse.

  • Una forma de hacerlo es mediante un transporte activo en las membranas celulares. Lamentablemente eso es imposible porque consume ATP (energía) para mantenerla, y la idea de respirarla para obtener energía, no consumirla.
  • Otra forma podría ser con una membrana semipermeable donde el oxígeno solo se permite cuando hay valores bajos en el cuerpo, pero a valores altos, está bloqueando el paso. No estoy seguro de si esto es posible de lograr con oxígeno.

En esta respuesta explico otro efecto de un aumento en los niveles de oxígeno.

Además, se producirá otro efecto en los animales, y eso lo explico en esta respuesta .

¿Habías visto alguna vez a esta aterradora criatura ? Afortunadamente, nunca he visto uno, pero lamentablemente en su mundo, no habrá nada comparado con sus insectos, porque serán extremadamente grandes.

Los insectos no tienen sistema respiratorio . Respiran a través de la piel, por lo que si los haces más grandes no tendrán suficientes cm 2 de superficie por gramo de insect. Se asfixiarán (debido a la disminución de la relación superficie/volumen por tamaño). En tu planeta hay **mucho oxígeno en el aire* por lo que los insectos podrían ser mucho más grandes sin asfixiarse.
* Los insectos tienen sistema respiratorio, pero no tienen pulmones ni branquias, usan otras cosas .

Por el lado bueno, podrías pensar que tu fauna tendrá más oxígeno para usar, lo que significa un metabolismo más rápido.

Realmente muy alto N 2

Su valor de N 2 es 841,61 kPa . A valores superiores a 400 kPa aparece narcosis por nitrógeno .

La narcosis nitrogenada es bastante similar a los efectos de la embriaguez del alcohol , cannabis, respiración de óxido nitroso o drogas de la familia de las benzodiazepinas como el diazepam o el alprazolam .

  • Produce ansiedad, sensación de tranquilidad, dominio del entorno.
  • Significa perder la capacidad de reconocer el peligro, deterioro del juicio, multitarea y coordinación, pérdida de la capacidad de toma de decisiones y enfoque.
  • Vértigo y alteraciones visuales o auditivas.
  • El síndrome también puede causar euforia, vértigo, ansiedad extrema, depresión, paranoia.
  • Más grave (no estoy seguro si es tu caso) exceso de confianza, ralentización de la actividad mental, aumento del tiempo de reacción y errores en las funciones cognitivas.
  • Reducción tanto de la percepción de la incomodidad del frío como de los escalofríos y, por lo tanto, afecta la producción de calor corporal.

Bajo tu presión, puede ser "apenas" comparado con beber 7 martinis consecutivos... [cita requerida]

Nuevamente, la solución puede ser algo similar a la evolución del oxígeno en los pulmones o algún tipo de evolución en el sistema neural:

Las teorías modernas han sugerido que los gases inertes que se disuelven en la bicapa lipídica de las membranas celulares causan narcosis. Más recientemente, los investigadores han estado analizando los mecanismos de la proteína receptora de neurotransmisores como una posible causa de la narcosis.
[...]
El mecanismo preciso no se comprende bien, pero parece ser el efecto directo del gas que se disuelve en las membranas nerviosas y causa una interrupción temporal en las transmisiones nerviosas.
[...] De manera
similar al mecanismo del efecto del etanol, el aumento de gas disuelto en las membranas de las células nerviosas puede alterar las propiedades de permeabilidad iónica de las bicapas lipídicas de las células neuronales. [...]

En el lado bueno, las bacterias respiran N 2 y fabrican aminoácidos con ellas. Los aminoácidos se utilizan para construir proteínas y son utilizados por plantas y animales. Más nitrógeno en el aire hará que esto sea más rápido y fácil. También un aumento de dióxido de carbono y nitrógeno podría ayudar a la fotosíntesis de las plantas aumentando su tasa de crecimiento .

CO 2 extremadamente letal

Su presión parcial de CO 2 es de 33,48 kPa . En esta respuesta explico un poco el aumento de CO 2 .

Explicación de la toxicidad del dióxido de carbono con respecto a diferentes partes de la anatomía humana.

En esta respuesta explico los síntomas profundos de la hipercapnia. Ahí verás una tabla que dice que una concentración de CO 2 al 5% te puede matar en 4 horas, a presión parcial normal , para ti es cuestión de minutos.

Lo peor es que no puedes respirar menos para evitarlo, porque la hipercapnia es cuestión de expulsar CO 2 , no de respirarlo, y debido a tu presión parcial es imposible deshacerte de él.

  • Aumenta la acidez de los lagos y océanos porque el CO 2 se combina con el agua y se convierte en este ácido.
    Toda tu fauna submarina llorará.
    • Todo su coral morirá de hambre porque esperarán una reducción del 90% en su aporte de energía debido a la decoloración del coral .
      • Sus caparazones de Carbonato de Calcio blanco disuelto (CaCO 3 ) de sus cadáveres desaparecerán y eso reduciría el albedo de su planeta, aumentando efectivamente la temperatura global.
  • El CO 2 es uno de los gases de efecto invernadero que aumentan la temperatura global de la Tierra. No quiero hacer ningún cálculo al respecto, pero estoy bastante seguro de que aumentaría varios grados la temperatura, tal vez 15 ºC o incluso mucho más, tienes mucho CO 2 y mucha presión. Recuerde que el CO 2 es el segundo (9% - 26%) gas peligroso en el calentamiento global.
  • El CO 2 es un gas asfixiante y debido a su mayor masa molar en comparación con el oxígeno y el nitrógeno puede hundirse en los valles, donde la concentración es mucho mayor que en otros lugares, si no hay viento.
    Su fauna debe ser capaz de mantener un valor ácido más alto en su organismo , no estoy seguro de cómo.

Por otro lado, como un buen lado, un aumento de dióxido de carbono y nitrógeno podría ayudar a la fotosíntesis de las plantas aumentando su tasa de crecimiento .

  • Eso significa que tendrá que explicar por qué las plantas aún no han consumido todo este CO2. El CO 2 debe ser repuesto por una gran cantidad de fauna o por un proceso activo como los volcanes.
Si olvido algo, por favor dímelo e intentaré editarlo.
Muy informativo, me encanta. Gracias, estoy pensando en hacer que las criaturas tengan un sistema respiratorio mucho más pequeño que limitará la cantidad de entradas de oxígeno, así como algún tipo de regulación como la que hace nuestro cuerpo en términos de alcalinizar la acidez de la sangre.
@Neuryte Me gusta la idea sobre la regulación de la sangre porque una respiración más corta no será suficiente. Respirar menos aire podría resolver el problema del exceso de oxígeno, pero no resolverá el problema del CO<sub>2</sub>. Eso es porque debes expulsar CO<sub>2</sub> de tu cuerpo y debido a la presión parcial de tu atmósfera (33.48 kPa de CO<sub>2</sub>) no será posible.
¿No puede la fauna producir mucho bicarbonato para compensar?
Quiero decir, la atmósfera de Pandora está compuesta por un 18% de dióxido de carbono, de la película Avatar.
@Neuryte, no estoy seguro. Nuestro cuerpo ya produce bicarbonato para compensar el ácido, pero luego se vuelve a convertir en CO2 en los pulmones para ser expulsado (en su trayecto de los músculos a los pulmones es bicarbonato para no producir acidosis). El problema aquí es que debido a la presión parcial de CO2 en este mundo, los pulmones no pueden deletrearlo y esta sustancia se acumulará con el tiempo en el cuerpo. Quizás si el bicarbonato pudiera ser expulsado por otra vía podría ser posible, pero debe ser algo tan rápido como expulsar el aire de los pulmones.
Bueno, el sistema respiratorio de este mundo funciona de manera muy diferente, similar pero diferente al sistema respiratorio aviar.
@Neuryte, lamentablemente en Avatar no se explica cómo estos organismos sobreviven en tal cantidad de CO2 ni cómo este CO2 fue producido y no consumido por las plantas.
@Neuryte exactamente, además, no estoy seguro de lo que estás haciendo, pero si es para un libro, un juego, una serie o una película, no creo que sea necesario dar una explicación tan detallada. A la gente normal (no como nosotros) no le importan estas cosas. Si es por tu interés personal (como yo), necesitaremos una mejor explicación ;)
Deseo ser informativo e incluso crear nuevas ideas de órganos para la especie.
@Neuryte perfecto! Te apoyaré como pueda.
@Neuryte ¡Acabo de descubrir que el sistema de amortiguación de bicarbonato no consume energía para ser utilizado! Aún más, su reacción es CO 2 + H 2 O H 3 CO 3 HCO 3 + H + , H 3 CO 3 es un ácido débil y HCO 3 es una base conjugada, juntos el nivel de ácido se neutraliza sin energía! Además, cuando el ion bicabonato se transfiere a la sangre, contrarresta el nivel de ácido de otras reacciones como el ácido láctico (ejercicio) o los cuerpos cetónicos (hambre).
@Neuryte Eso significa que tus criaturas solo necesitan comer mucho zinc para producir suficiente anhidrasa carbónica , que se usa para hacer ambas reacciones. CO 2 + H 2 O Anhídrido carbónico H + + HCO 3 "La velocidad de reacción de la anhidrasa carbónica es una de las más rápidas de todas las enzimas, y su velocidad suele estar limitada por la velocidad de difusión de sus sustratos. Las velocidades catalíticas típicas de las diferentes formas de esta enzima oscilan entre 10 4 y 10 6 reacciones por segundo".
@Neuryte La reacción inversa es relativamente lenta en ausencia de un catalizador. La anhidra carbónica también puede revertir esta reacción eliminando la molécula de agua de ella. H + + HCO 3 Anhídrido carbónico CO 2 + H 2 O
PERFECTO. La litosfera de mi mundo es mucho más rica en zinc que la tierra.
@Neuryte, ¡de nada! Fue divertido e interesante.