Presión de aire en un entorno puramente subterráneo

Estoy trabajando en un mundo subterráneo completamente plano, donde "mundo" significa "universo" en lugar del equivalente de "planeta". Esto es lo que tengo hasta ahora:

  • El mundo es una franja plana, aparentemente infinita (en dos dimensiones) de rocas, metales, tierra, etc., entre (aparentemente) dos masas de agua. Hay túneles, cavernas, etc. a lo largo de esta franja de sólidos que en su mayoría están interconectados. Esta franja es (en la escala del mundo) bastante delgada (menos de 100 km de océano a océano).
  • Hay distintas direcciones "hacia abajo" y "hacia arriba" que corresponden a la dirección de la fuerza similar a la gravedad (a la que llamaré gravedad ) y la opuesta a esa dirección.
  • La gravedad es consistentemente perpendicular al "plano" del mundo porque el mundo en realidad es plano.
  • El eje del espacio que corresponde a las direcciones "arriba" y "abajo" es finito y "bucles". Es decir, si alguien descendiera exactamente hacia abajo a través de los sólidos, líquidos y gases de este mundo, eventualmente regresaría a su posición original (por lo tanto, los dos océanos son el mismo océano). Sospecho que esto podría describirse de alguna manera con dimensiones de espacio más altas, pero no tengo la experiencia para intentarlo.

La idea es que este mundo no se "formó naturalmente" en base a leyes físicas o lo hizo en base a leyes que son diferentes a las de nuestro universo.

He añadido un boceto rápido a continuación. Esta es una sección transversal donde el eje vertical de la imagen representa el eje de arriba hacia abajo en el mundo y el eje horizontal de la imagen representa algún eje perpendicular a eso.

Una banda marrón con túneles mal dibujados entre dos secciones azules etiquetadas como océanos.

Al pensar en este mundo, me he dado cuenta de que tengo algunos problemas que superar:

  • Reconciliar la gravedad con un "bucle espacial vertical" de una manera que no resulte en una "caída libre" total o en la falta de solidez estructural de la parte "subterránea" del mundo.
  • La introducción del calor y la luz para permitir que las cosas vivan.
  • La introducción de agua para permitir que las cosas vivan (sin la destrucción que resulta necesariamente de los agujeros en el "fondo" del océano)
  • La presión del aire en un mundo sin un final claro y sin las convenientes propiedades de la gravedad planetaria

Tengo algunas ideas sobre la gravedad (alguna porción del mundo que está acelerando constantemente "hacia arriba" o alguna porción que está "fija" en el espacio), el calor y la luz (barras verticales que son muy calientes y brillantes) y el agua (basado en comentarios y respuestas anteriores, en su mayoría haciendo que el "océano" sea mucho menos profundo y permitiendo infinitos ríos desde el océano hacia sí mismo). Sin embargo, esta pregunta es sobre el último punto anterior.

En este entorno, ¿cómo puede haber suficiente presión de aire en los sistemas de cuevas para permitir que las personas (no necesariamente humanas) vivan?

Nota: Marqué esta pregunta como #física porque idealmente quiero respuestas con explicaciones basadas en la física del mundo real. Si la respuesta es necesariamente magia/física no real, explique por qué.

Nota importante : he reescrito totalmente esta pregunta en función de los comentarios, por lo que hay mucha información auxiliar.

Si hay una gravedad perceptible en el eje vertical, ¿qué impide que la mayor parte de la roca y el océano se aceleren en caída libre alrededor de la dimensión finita, eliminando así la experiencia de la gravedad?
¿Hay alguna razón por la que no hiciste de tu mundo un Anillo Dyson? Resolvería muchos de tus problemas. El eje horizontal sería tan grande que bien podría ser infinito.
Acabo de volver a escribir la pregunta con más información. Por favor, hágame saber si esto todavía no está claro de alguna manera.
@Hink Principalmente, quiero que el escenario sea fantástico y no planetario. Quiero magia en el escenario, pero encuentro que los elementos mágicos (desde la perspectiva del lector) son más interesantes si la mayor parte del escenario es consistente con la física del mundo real.
El problema del eje vertical me lleva a creer que su gente son criaturas de cuarta dimensión que viven en una curva de tiempo parabólico de su mundo plano.

Respuestas (2)

La presión del aire sigue las mismas reglas allí que en la Tierra

La presión atmosférica es en gran parte el efecto de la cantidad y composición de los gases, y el efecto de la gravedad sobre los gases. Debido a cómo funciona la presión del fluido, el uso de túneles es en gran medida irrelevante y puede ignorarse con seguridad.

Suponiendo que su mundo no sea infinito horizontalmente, sino que sea arbitrariamente grande (como un anillo de Dyson), tenga una composición atmosférica similar a la de la Tierra (incluida la composición de los gases y la relación de gas a volumen), tenga una gravedad similar a la de la Tierra y sea un mundo cerrado. sistema para que el aire no pueda escapar: el aire funcionaría como en la Tierra y sería habitable en algunas áreas. Son muchas suposiciones, pero quieres que los humanos vivan allí, por lo que no estará demasiado lejos y seguirá siendo habitable.

En cuanto a las áreas habitables, cuanto más alto, menos presión de aire. Alrededor de los 2.500 metros de altura puede comenzar el mal de altura, a los 8.000 metros el aire sería irrespirable. Esta pregunta responde qué tan profundo podrían llegar. 2.6 millas es la más profunda y es extremadamente peligrosa para los humanos. Estimaría alrededor de 5-10 millas verticalmente de espacio transitable, con la mayoría de las personas viviendo dentro de una milla de presión atmosférica al nivel del mar, donde sería más cómodo.

Para que sea habitable, solo se necesita un lugar donde la presión del aire, la temperatura, la comida y el agua estén disponibles.

Gracias por su respuesta. Las notas de altitud son particularmente útiles para mí y pensaré en lo que significaría que el mundo fuera arbitrariamente grande en lugar de literalmente infinito. Puede que termine aceptando su respuesta, pero le daré otro día más o menos para ver otras respuestas.

Una superficie plana infinita no funcionaría desde una perspectiva gravitacional, ya que la superficie se desintegraría bajo la gravedad en muchos planetas pequeños o, si no hubiera movimiento de rotación, un solo agujero negro en constante expansión. Así que lo mejor es usar un planeta o un anillo Dyson.

La habitabilidad de los túneles dependería de muchos factores: la profundidad del océano, la permeabilidad de la roca, la cantidad de actividad volcánica, la estabilidad geológica y las fallas para empezar. Tal sistema solo sería habitable si asume un océano poco profundo, rocas altamente impermeables, una geología muy estable y no líneas de falla. Lo cual sospecho que es poco probable, pero si ese fuera el caso, la gente podría vivir allí.

Si el sistema de cuevas fuera lo suficientemente grande, las diferencias de presión de aire entre las ubicaciones se equilibrarían con el tiempo.

Si estaba pensando en un océano de aguas profundas como los de la Tierra, entonces hay problemas extremos. La presión del agua de arriba sería enorme y probablemente rompería al menos algunos de los túneles causando inundaciones catastróficas. Todo lo que se necesitaría es una fuga grave y el agua a una presión de 100-1000 atmósferas se precipitaría hacia el sistema de cuevas. Todas las cuevas se inundarían explosivamente en poco tiempo, mientras que la atmósfera en las cuevas se comprimiría en unas pocas áreas pequeñas de alta presión a una presión de 100-1000 atmósferas.

Gracias por comentar sobre los temas del océano en particular. Los integraré en el mundo (sin duda, el océano tendrá que ser mucho menos profundo). Estoy evitando intencionalmente la geofísica planetaria al agitar esencialmente a mano (el origen del mundo no da como resultado placas, por ejemplo), pero también agradezco los comentarios sobre eso.
los túneles también colapsarían bajo el peso de la roca que los rodea. los túneles tienen que ser muy poco profundos para que no se encojan con el tiempo. los sólidos no son tan sólidos como la gente piensa.
Presión de aire en un entorno puramente subterráneo
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