¿Cuál es el lugar más profundo de Marte? ¿Los humanos necesitan trajes presurizados allí?

¿Hay alguna zona profunda, trinchera, fisura, tubo de lava u otra cosa en particular en Marte en la que una persona podría sobrevivir con sólo un suministro de oxígeno? ¿A qué profundidad tendrían que estar las plantas o los animales en Marte para no estar presurizados o aislados?

Respuestas (2)

A

¿O qué tan profundo tendría que estar uno en Marte para no necesitar un traje presurizado?

y comenzando con los valores de @ Rob y la altura de escala de Planetery-Science.org de aproximadamente 10,8 km para obtener una respuesta aproximada al menos:

altitude (km)   pressure (kPa)
  -7.15             1.16
   0.               0.6
  25.               0.03

PAG ( h ) = PAG 0 Exp ( h h 0 h s C a yo mi )

Obtengo una altitud de -25 kilómetros para que la presión alcance aproximadamente el límite de Armstrong descrito en la excelente respuesta de @Rob .

¡Sin embargo, eso no significa que recomendaría hacerlo!

editar: Basado en el comentario de @Uwe , he extendido la trama a -38 km de altitud donde la presión alcanza alrededor de 20 kPa, una presión un poco más amigable para las personas que el límite absoluto de Armstrong.

nota: elegí los dos puntos de presión más altos para la extrapolación, las desviaciones del comportamiento de altura de escala simple pueden ser peores allí. Idealmente, uno estimaría un perfil de temperatura y lo usaría para generar una altura de escala dependiente de la temperatura como al menos un paso en la dirección correcta. No obstante, la respuesta permanecerá varias decenas de kilómetros bajo la superficie.

presión estimada versus altitud en Marte

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

hscale    = 10.8  # km
kms, kPas = np.array([-7.15, 0.0, 25.  ]), np.array([ 1.16, 0.6,  0.03])
P0, h0    = kPas[0], kms[0]
alts      = np.arange(-38, 25.)
pressures = P0 * np.exp(-(alts - h0) / hscale)

if True:
    plt.figure()
    for i in range(2):
        plt.subplot(1, 2, i+1)
        plt.plot(kms, kPas, 'ok')
        plt.plot(alts, pressures)
        if i == 0:
            plt.yscale('log')
            plt.ylabel('pressure (kPa)', fontsize=16)
        else:
            plt.title('fitted region (linear)', fontsize=16)
            plt.xlim(-10, None)
            plt.ylim(None, 1.5)
        plt.xlabel('altitude (km)',  fontsize=16)
    plt.show()
¿Qué representan los puntos?
@Muze Los tres puntos de datos en el gráfico son los tres puntos de datos en la tabla. El que está a una altitud muy alta no encaja tan bien porque la altura de la escala es una aproximación simple y no funciona bien para la atmósfera exterior.
En realidad esos valores son de esos enlaces, sujetos a errores asociados a esos lugares. Pero bueno, @GdD pensó que tendría que ser "mayor que más de 10 millas"... Afortunadamente no se equivocó . Si no pueden excavar tan lejos en la Tierra en busca de oro, no cavarán tan lejos en Marte en busca de "S03E01 061 Spock". -- Gracias por hacer un gráfico, no tengo un solucionador de ecuaciones en mi teléfono. Buen trabajo.
@Rob ¡De hecho! Ese es uno de mis favoritos de todos los tiempos. Recuerdo que incluso cuando era niño me preguntaba qué sonaba ese "tic, tic, tic".
La pregunta era sobre la supervivencia al respirar oxígeno sin traje, pero la supervivencia en el límite de Armstrong es cuestión de solo unos minutos. La presión parcial de oxígeno dentro de un avión de pasajeros permite la supervivencia ilimitada de seres humanos sanos. Eso requeriría una presión de alrededor de 0,16 bar o 16 kPa. ¿Podría ampliar su agradable gráfico a un límite superior de 20 kPa?
@Uwe gracias! ¿Como es que?
@uhoh: Eso está muy bien, ¡muchas gracias!
@uhoh ¿Por qué la curva es lineal cuando la atmósfera no escala linealmente con la altura?
@Antzi plt.yscale('log’)hace que el comportamiento exponencial de mi modelo de altura de escala simple parezca lineal.
@uhoh ya veo :) Por mucho que me guste la escala logarítmica, me gusta más la versión curva (aunque es menos precisa)
@Antzi pide y recibirás! Para demostrar la presión extrapolada a -38 km según la sugerencia de Uwe, mantuve el gráfico de registro tal como está, pero agregué un gráfico lineal solo para la región de mayor presión. ¡Ahora hay algo para todos!

¿Hay áreas profundas de Marte en particular en las que una persona podría sobrevivir con solo un suministro de oxígeno sin un traje presurizado?

No.

Hellas Planitia es el punto más bajo de Marte, el suelo de la cuenca tiene una profundidad de unos 7.152 m (23.465 pies) y la presión es de 1,16 kPa (0,168 psi). La presión superficial promedio de Marte es de 0,6 kPa (0,087 psi). El punto más alto, Olympus Mons, tiene una altura de casi 25 km (13,6 millas o 72 000 pies) y una presión de 0,03 kPa (0,0044 psi), por lo que estaría excavando más de 10 millas: la mina más profunda de la Tierra tiene 2,5 millas .

El límite de Armstrong es de 6,25 kPa (0,906 psi).

Ver " Límite de Armstrong " de Wikipedia :

"El límite de Armstrong o la línea de Armstrong es una medida de altitud por encima de la cual la presión atmosférica es lo suficientemente baja como para que el agua hierva a la temperatura normal del cuerpo humano. Los seres humanos no pueden sobrevivir por encima de este límite en un entorno sin presión; por encima de la Tierra, esto comienza 18- 19 km (59,000-62,000 pies) sobre el nivel del mar. Lleva el nombre del general de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, Harry George Armstrong, quien fue el primero en reconocer este fenómeno.

En el límite de Armstrong o por encima, los fluidos corporales expuestos, como la saliva, las lágrimas, la orina, la sangre y los líquidos que humedecen los alvéolos dentro de los pulmones, pero no la sangre vascular (sangre dentro del sistema circulatorio), se evaporarán sin presión en todo el cuerpo. traje, y ninguna cantidad de oxígeno respirable entregado por cualquier medio mantendrá la vida por más de unos pocos minutos".

Esto está cerca de @Rob, no estoy contento con eso como respuesta, ya que las personas aún no pueden sobrevivir por mucho tiempo en el límite de Armstrong porque no hay suficiente oxígeno. Morirán muy rápidamente por encima y un poco menos rápido por debajo. Los humanos pueden sobrevivir en la cima del Everest, apenas, y eso es 30kPa. Tu agujero tendría que ser más profundo.
@GdD: solo humanos saludables, entrenados y altamente adaptados pueden sobrevivir en la cima del Everest por un tiempo muy limitado. Muchos escaladores murieron allí.
Solo para mencionar también, el agujero más profundo jamás excavado en la tierra tiene 7.5 millas de profundidad: Kola Superdeep Borehole en ruso de 9 pulgadas de ancho. Buena suerte cavando más profundo que en Marte: P. Además, ese límite de Armstrong es horrible...
@GdD: No hay nada de oxígeno dentro de los pulmones en el límite de Armstrong, los pulmones están llenos de vapor de agua pura. La presión de vapor del agua a temperatura corporal es igual a la presión ambiental. Para sobrevivir es necesaria una presión parcial de oxígeno en los pulmones de aproximadamente 0,16 bar.
@GdD La pregunta dice específicamente que solo pregunta sobre la presión y asume que la persona tiene suministro de oxígeno.
Dejando de lado la dificultad de llevar el equipo a Marte, parece que cavar profundo sería más fácil que en la Tierra. ¡Sin embargo, no es lo suficientemente fácil ayudar aquí!
En realidad, el taladro más profundo de la Tierra es de 12.262 metros (40.230 pies; 7,619 millas) del taladro ruso Kola.
El pozo de Kola tiene un diámetro de 9 pulgadas , la mina más profunda sigue siendo la que mencioné en mi respuesta. La pregunta dice específicamente: in which a person could surviveDudo que estuvieran sugiriendo tirar un bebé por el agujero. Un espacio práctico requiere suficiente área para habitar, como el diámetro de una nave espacial, una campana de buceo o un submarino. Un agujero de 9" de diámetro no es práctico para enviar a un adulto y hacer que viva allí por un período de tiempo.