¿Cuánta energía de luz se necesitaría para hacer funcionar un ecosistema fotosintético subterráneo?

Tengo un mundo que consta de cientos de cavernas diferentes dentro de un planeta del tamaño de la Tierra. Cada una de estas muchas cavernas consta de muchos biomas diferentes, como llanuras, selvas, desiertos, etc.

Sin embargo, dado que las plantas y los árboles en estas cavernas son fotosintéticos, creé una planta carnívora productora de luz que solo se encuentra en el techo en estos ecosistemas para asegurar que los árboles sobrevivan.

La mayor parte de la masa de la planta es solo un grupo de enredaderas y raíces que se adhieren al techo, pero lo que lo hace interesante es que crecen extrañas bombillas bioluminiscentes. Los bulbos tienen 8 metros de ancho y generalmente están separados entre sí de 50 a 20 metros. El color de estas bombillas cambia de blanco a azul dependiendo de ciertas horas.

(Puedes ver que estoy tratando de hacer un retrato del día y la noche)

El propósito de estas bombillas es atraer a las presas de Airbourne que dependen de su propia bioluminiscencia para atraer parejas. Una vez que la presa aterriza en el bulbo y se da cuenta de que es una trampa, su cuerpo es absorbido por el bulbo y mata a la presa por asfixia. Esto generalmente sucede en la "noche" cuando las bombillas producen una luz azul o blanca que no es lo suficientemente brillante como para cegar los ojos de alguien.

Durante el día, las bombillas liberan enormes cantidades de luz y calor para evitar que los animales voladores más grandes las consuman, lo que a su vez hace que las plantas en el fondo dependan de esta luz brillante para crecer. Durante este estado, mirarlos demasiado tiempo puede causar ceguera.

En resumen, ¿qué tan intensa debe ser la luz de estas bombillas para sustentar la vida vegetal de abajo? Y si es así, ¿cuánta presa deberían consumir estas bombillas para mantener suficiente energía para brillar intensamente durante 24 horas?

Un ecosistema no puede funcionar sin un aporte constante de energía. En tierra y en la parte eufótica ("bien iluminada") del océano, esta entrada de energía constante se presenta en forma de luz (y calor) del Sol; esto alimenta la fotosíntesis, y luego la biomasa producida por la fotosíntesis alimenta a todos los demás organismos, ya sea directa o indirectamente. La energía recibida del Sol es enorme; la mayoría de los lugares habitados reciben de 3,5 a 7 kWh/día/metro cuadrado. Debes reemplazar esta entrada constante de energía con algo . ¿Qué es ese algo?
¿Qué hay de las bombillas revestidas con óxido de unobtainio en el interior que permite que se produzca la reacción de fusión? what-if.xkcd.com/151
@AlexP la energía geotérmica podría funcionar, aunque es un ecosistema en mal estado. La energía geotérmica alimenta a los gusanos, los gusanos alimentan a las bestias en el aire, las bestias en el aire alimentan a los depredadores bioluminiscentes, los depredadores bioluminiscentes alimentan a los árboles. La transferencia de energía requerida para llevar un nivel razonable de luz a los árboles significa que la mayor parte de la caverna estará llena de gusanos.

Respuestas (3)

Necesita algo de energía para entrar en el sistema desde el exterior.

Los bulbos obtienen su energía al comer insectos. Los insectos obtienen su energía al comer plantas, animales o estiércol. La energía de los animales y el estiércol provino de plantas o de cosas que obtienen energía al comer plantas. Las plantas obtienen su energía de las bombillas, por lo que todo es un gran circuito cerrado.

Se pierde un poco de energía en cada punto del bucle. Se pierde más cada vez que una forma de vida camina, vuela, crece o gasta energía en algo que no sea delicioso. El ecosistema se extinguirá rápidamente a menos que haya algún tipo de energía proveniente del exterior de la cueva. Cuanta más energía entra, más rico puede ser el ecosistema.

Podrían ser sustancias químicas que se filtran desde las profundidades del subsuelo o un río subterráneo que trae comida desde la superficie.

Si las cosas van a la cueva, también necesitarás una forma de que las cosas salgan de la cueva, para que no se llene.

Me temo que su mundo no puede funcionar de la manera que imagina.

En primer lugar, suponiendo que sus plantas no sean mejores que nuestras plantas reales, tenemos que si sus globos producen tanta energía en forma de calor que molesta a otros animales, es bastante difícil que las células del globo lo resistan, principalmente porque los necesita para producir calor, no solo luz (la bioluminiscencia es normalmente luz "fría").

Entonces también querrás mantener un bioma con esta luz. Tenga en cuenta que cuando se trata de la eficiencia fotosintética

Para la luz solar real, la eficiencia máxima teórica de conversión de energía solar es de aproximadamente 11%. En realidad, sin embargo, las plantas no absorben toda la luz solar entrante (debido a la reflexión, los requisitos de respiración de la fotosíntesis y la necesidad de niveles óptimos de radiación solar) y no convierten toda la energía cosechada en biomasa, lo que da como resultado una eficiencia fotosintética general de 3 a 6% de la radiación solar total

Pero, ¿de dónde toman estas plantas productoras de globos la energía para sostenerse y producir también luz? Dices que crecen en cuevas, por lo que la luz del sol parece descartada. Como mencionas otros biomas, tiendo a descartar también la actividad volcánica como fuente de energía. Alimentarse de insectos no funcionará, porque los insectos son sostenidos por las mismas plantas que usan los globos para crecer.

Como referencia, nuestro Sol cae sobre la Tierra alrededor de 1000 W por metro cuadrado, y eso es suficiente para sustentar la vida tal como la conocemos. Sin embargo, esto no es suficiente para molestar a los insectos, que vuelan durante el día sin problemas.

Gracias por los comentarios y algunas fuentes que me presentó que puedo usar para responder algunas de las preguntas yo mismo.
También para responder a su pregunta sobre dónde pueden adquirir la energía de la luz. Mencioné anteriormente que para que lo hicieran sería entrar en una dieta carnívora para atraer insectos voladores, como polillas gigantes o moscas luminosas y luego absorber sus cuerpos para obtener esa energía durante la "noche". Y en el sentido de que dijiste que se necesitan 1000 W por metro cuadrado para mantener la vida vegetal, ¿cae 1000 W por día o por hora en ese período de tiempo?
Los animales están sostenidos por los biomas que están sostenidos por globos... lo que imaginas se llama movimiento perpetuo...
@Red_Wasp, probablemente seas nuevo aquí, como muestra de agradecimiento, puedes votar cualquier respuesta útil (e incluso aceptar la mejor)

Si las cuevas están abiertas (hacia el exterior), se puede decir que las criaturas voladoras que provienen del exterior de las cuevas (que se alimentan de las plantas habituales o de los ecosistemas fototróficos bajo la luz solar normal) son atraídas por la luz de las bombillas en las cuevas y vuelan hacia las cuevas. y ser consumidos, proporcionando así energía al ecosistema. Para los desechos, el agua y el flujo de aire dentro y fuera de las cuevas probablemente se desharían de ellos.

O bien, las plantas obtienen su energía de partes de sí mismas que se fotosintetizan fuera de las cuevas, conectándose a las partes que están dentro de las cuevas para atraer a los insectos dentro por cosas como fertilizantes o minerales (como lo hacen las plantas carnívoras reales) básicamente necesitas algo externo fuente de alimentación y un medio para transportar esta energía a las cuevas, al igual que las granjas hidropónicas del mundo real que utilizan la electricidad de los cables para encender sus luces.

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