Terraformación ultrarrápida de la Luna por Portal from Earth

Se ha establecido un portal de ciencia ficción entre la Tierra y la Luna. Utiliza un pliegue en el espacio, por lo que viajar a través del portal es prácticamente instantáneo. Inicialmente hay una esclusa de aire para evitar que la atmósfera de la Tierra se apresure. Los exploradores y colonos se mueven de un lado a otro a través de la esclusa de aire.

Ahora llega el momento de la terraformación ultrarrápida. El plan es abrir el portal por completo, permitiendo así que la atmósfera de la Tierra se apresure y proporcione una atmósfera para la Luna. Otro portal del Océano da un efecto similar para proporcionar enormes lagos de cráteres en la Luna.

Pregunta

Supongamos que esperamos hasta que la presión del aire se iguale y ya no se necesite una esclusa de aire. ¿Será el cambio en la atmósfera de la Tierra lo suficientemente perceptible para la persona promedio como para cambiar la vida diaria?

Nota

He etiquetado tanto ciencia como ciencia ficción. Esto es deliberado. El SciFi se relaciona con el portal. La ciencia se relaciona con los efectos de la vida real de tal portal si fuera posible.

suposiciones

  1. Suponga que la Luna conservará su nueva atmósfera durante al menos miles de años. Hay cálculos que sugieren que esto es posible, pero quiero asumirlo por ahora.

  2. El portal se abre directamente a la superficie de la Luna, no a las cúpulas.

  3. Los portales tienen 10 metros de diámetro.

  4. Pide aclaraciones antes de contestar.

No creo que su presión se 'igualerá', la gravedad va a ser un factor, está cuesta abajo hacia la Tierra desde la luna a través de su portal y la luna no tiene suficiente gravedad para mantener la misma presión atmosférica, no estoy seguro de cómo va eso para interactuar, alguien más necesitará hacer tus cálculos allí.
" Parece una pregunta interesante, y no debería ser demasiado difícil de responder ", pensé. Y ahora parece que me estoy ahogando en ecuaciones diferenciales.
@Pelinore, la tasa de escape atmosférico será insignificante a corto plazo (en la escala de al menos siglos).
@StarfishPrime "No debería ser demasiado difícil de responder", pensé. Y ahora" jajaja
Supongo que este portal se abre a la superficie de la luna en lugar de a cuevas o cúpulas selladas.
Esto va a tomar una porción no insignificante de la atmósfera de la Tierra. No lo suficiente como para matar personas directamente, pero lo suficiente como para alterar seriamente la biosfera y el clima de la Tierra.
@Pelinore - en la superficie
@MolbOrg - 10 metros de diámetro
10 muy poco, pero supongo que no es relevante para la q. Por qué la respuesta de Starfish demasiado pequeña ilustra eso bien
Podría ser más genial abrir tu portal en Venus y llenar la luna con CO2 desde allí. Realmente no te importa lo que le suceda a Venus, y el CO2 podrá convertirse en productos de carbono y mucho oxígeno. La luna no tendría todos los problemas de Venus con la atmósfera, y sería una mezcla de gases de efecto invernadero para ayudar a calentar la luna. No estoy seguro de si todo el ácido sulfúrico se precipitaría de inmediato a una temperatura y presión más bajas. Pero si puedes abrir portales, ¿por qué no en Venus?
De todos modos, es posible que desee verter sus gases en algún tipo de sistema de túneles donde se puedan reducir las velocidades de los gases. El aire que sale de esta cosa será como un tornado titánico con esteroides o una explosión constante. De lo contrario, una gran cantidad de gases simplemente serían lanzados al espacio como un cañón, sin posibilidad de depositarse en la superficie.
¿CUÁN GRANDE es su portal? Incluso si tiene 1 kilómetro de ancho, y simulando que el lado de la luna permanece en el vacío, se necesitarán 82 años para mover suficiente aire para igualar la presión. En realidad, la presión nunca se igualará, ya que el diferencial de presión cada vez más reducido ralentizará la velocidad del movimiento. Si su portal tiene solo 10 m de ancho, se necesitarán más de un millón de años para mover solo la mitad del aire necesario. No es exactamente "superrápido" como se solicitó.
@PcMan: como dije, 10 metros de diámetro. Si es necesario, puede haber múltiples portales. El principal problema será dónde colocarlos para evitar daños locales. El mejor lugar probablemente sería la Antártida. Alimentar los portales requiere mucha electricidad, pero planeo que sean turbinas autoalimentadas. A medida que disminuya la diferencia de presión, los portales parpadearán para cerrarse uno a uno. Los últimos tendrán que ser alimentados externamente.
La Antártida definitivamente es el mejor lugar para los portales, ya que una fracción significativa de la humanidad vendrá a impedir que hagas esto. ¿Lagos de cráter? ¿Por qué? Tienes un agujero de gusano, ¿por qué no empezar con un piso en la luna? ¿Cómo vas a justificar verter los recursos de la Tierra en un planeta sin vida? La baja gravedad significa que la calidad de vida será deficiente en el mejor de los casos, ¿verdad? No puedes darle a la luna una magnetosfera, por lo que el viento solar alterará rápidamente lo que robas a algo poco probable que sea habitable, ¿no? ¿Cómo lidiarás con la fuerte radiación que cae del sol?
Las presiones se igualan. Dado que la gravedad de la Luna es 1/6 de la nuestra, la atmósfera será 6 veces más profunda.
@chiggsy: "¿Cómo vas a justificar verter los recursos de la Tierra en un planeta sin vida?" . Hay un apocalipsis previsible en camino que hará que la Tierra sea inhabitable durante unos miles de años.
@chasly-supportsMonica Hay un apocalipsis previsible en progreso en este momento que hará que la Tierra sea inhabitable en un par de cientos de años. Ni siquiera nos comprometeremos con duchas tibias. Debo admitir que desearía vivir en su Tierra, con los humanoides que apoyan tales acciones de manera tan unilateral. Mmm. Tal vez no.

Respuestas (3)

¿Será el cambio en la atmósfera de la Tierra lo suficientemente perceptible para la persona promedio como para cambiar la vida diaria?

Hooo chico, sí. Las personas que viven a gran altura tendrán que mudarse cuesta abajo o morir. Las personas con problemas respiratorios al nivel del mar también podrían morir. Las actividades físicas aeróbicas que solían ser fáciles, o al menos posibles, se volverán extremadamente desafiantes. Muchos animales estarán en problemas. Las aves de alto vuelo morirán o quedarán aisladas geográficamente debido a problemas con las rutas de migración. Los aviones tendrán que cambiar los niveles de vuelo. ¡La letanía de terribles efectos sigue y sigue!

En resumen, su idea es terrible y espantosa, y es un buen ejemplo de cuán difícil y derrochador es tratar de crear una atmósfera completa en un planeta. Consíguete algunos planes sensatos de paraterraformación en su lugar... será fácil llenar algunos bonitos asentamientos con cúpulas gigantes en la Luna y apenas hacer mella en la atmósfera de la Tierra.

Bien, en términos generales, la presión superficial de una atmósfera es el peso de la atmósfera dividido por el área del planeta: PAG 0 = METRO 0 gramo mi A mi dónde PAG 0 i sla presión inicial promedio en la superficie de la Tierra, METRO 0 es la masa de la atmósfera terrestre, gramo mi es la gravedad superficial en la Tierra y A mi es el área de la Tierra. Cuando haya vinculado los dos cuerpos y haya esperado a que la presión se equilibre, terminará con

METRO metro gramo metro A metro = METRO mi gramo mi A mi METRO 0 = METRO metro + METRO mi

dónde METRO mi es la nueva masa de la atmósfera terrestre, y todo con un subíndice metro es el valor equivalente de la luna.

Con un poco de reorganización, obtenemos

METRO metro METRO mi = A metro gramo mi A mi gramo metro

lo que da una relación de masa de 0,45. Para saber cuánto de la masa total de aire tiene cada cuerpo, necesitas resolver una ecuación simple:

METRO metro METRO mi = 0,45 METRO metro = 0,45 METRO mi METRO metro + METRO mi = METRO 0 0,45 METRO mi + METRO mi = METRO 0 METRO mi = METRO 0 1.45

dónde METRO 0 es la masa total de aire compartida entre los dos y la masa original de aire en la Tierra antes de la ecualización.

La Tierra por lo tanto tiene el 69% de lo que tenía y la luna tiene el 31% restante . ... necesita arrojar una gran cantidad de aire en ese pozo de gravedad poco profundo para obtener suficiente presión, ¡incluso con un área de superficie tan pequeña!

Terminas con una presión superficial promedio en la Tierra de ~ 700 hPa, que es aproximadamente la presión atmosférica a 3025 m en la Tierra antes de la catástrofe. Así que no es fatal, pero como le dirá cualquiera que haya pasado un tiempo en la altura, puede sentirlo.

Ejecuté el mismo cálculo, usando áreas de superficie y altura de escala y demás (mucho más desordenado que el tuyo), y llegué a una conclusión idéntica. La Luna puede ser pequeña, pero absorberá mucho de nuestro aire.
@PcMan sí, ha sido un problema realmente interesante. Sabía que sería mucho, pero es un poco revelador ver exactamente cuánto. Cuanto más investigo cosas como esta, más absolutamente inverosímil parece ser la terraformación de un planeta o una luna.
Tienes razón: la pregunta solo llega al punto de igualar con el aire existente, por lo que también debería hacerlo.
No te preocupes por morir por falta de aire. A menos que la apertura del portal tenga muchos kilómetros de ancho, ni usted ni sus nietos tendrán que preocuparse por eso. Tal vez sus nietos. un portal de 10 m de ancho tardará 85 000 años en reducir la presión atmosférica de la Tierra en un 1 %
"un poco revelador para ver exactamente cuánto" - sí, los números son hermosos, especialmente en escalas grandes, por esta misma razón - ser revelador. En las escalas de los planetas y el espacio, incluso si uno lo espera, sucederán sorpresas, ya que nada en nuestra realidad cotidiana prepara nuestras partes del cerebro que estiman para esas escalas enormes, cosas enormes. El espacio es grande, los planetas son enormes.
@PcMan dada la magia inherente a la pregunta, asumo que el portal tiene el tamaño suficiente para igualar los dos cuerpos de manera rápida pero segura de una manera compatible con la trama ;-)
Lo siento, pero debo votar en contra porque sus ecuaciones no fueron lo suficientemente completas y no consideraron la contribución del vapor de agua del portal del océano.
@Willk (╯°□°）╯︵ ┻━┻
Agregue a eso el hecho de que la luna realmente no tiene la gravedad para mantener una atmósfera, por lo que seguirá succionando la atmósfera de la Tierra hasta que las condiciones en ambos cuerpos se estabilicen. Que nunca será, ya que la atmósfera sigue escapando al espacio.
@Willk Ese vapor de agua se ionizará tan pronto como salga de debajo de la magnetosfera. Ionizado y arrastrado por el viento solar. Lo que hace habitable a la Tierra continental es la magnetosfera y la capa de ozono. Por cierto, ¿cuánto de nuestro ozono se agotará en este esquema? ¿Cuánto plancton soplará sobre la superficie de la luna? El plancton es carbono, y lo necesitamos aquí, moderando nuestra temperatura, no flotando en el espacio inútilmente.
@chiggsy " tan pronto como sale de debajo de la magnetosfera " no es correcto. La ionización y la expulsión hacia el espacio interestelar es un proceso que consume tiempo y energía. Estará bien durante miles y quizás incluso millones de años. Marte no se desecó en un día.
3000 metros? Ciudad de México es sólo 2200. Eso es sólo al nivel del mar? Eso es una locura . Supongo que nos acostumbraríamos , pero definitivamente sería un desafío jajaja. Suponiendo que los otros problemas inherentes a la configuración no nos maten a todos de todos modos.
@ user2352714 suceden cosas mucho más interesantes si el aire no escapa de la gravedad de la Tierra y, en cambio, vuelve a caer sobre la Tierra. Con un montón de energía extra porque el portal funciona como un ascensor muy alto.

Como han señalado otros, se necesitaría demasiado aire de la Tierra para proporcionarlo a la Luna a la misma presión.

La Tierra tiene 5,5 cuatrillones de toneladas de atmósfera y la Luna necesita 1,7 cuatrillones de toneladas para tener la misma presión.

Ahora, los océanos de la Tierra llegan a 1,4 * 10^21 kg; si drenaras el 0,1% de ellos, tendrías suficiente masa para proporcionar una atmósfera a Luna. Por supuesto, esto es demasiado O2.

Lo interesante es que lo que necesitamos para respirar es mayoritariamente O2; podemos manejar una presión más baja bastante bien, siempre que la presión parcial de O2 sea correcta.

El 21 por ciento de la atmósfera de la Tierra es oxígeno, lo que significa que necesitamos 0,36 cuatrillones de toneladas de O2, que podrían extraerse de aproximadamente el 0,02 % de los océanos de la Tierra.

Necesita un lugar para almacenar todo el hidrógeno; hay mucho de eso Además, tenga en cuenta que la reacción de la superficie de la Luna a H2O y O2 (y tal vez N2, pero menos probable) y similares será bastante violenta (O2 es realmente corrosivo, solo que no nos damos cuenta porque todo en la superficie de la Tierra es altamente resistente a ella debido a una exposición prolongada).

Entonces, el plan sería primero bombear agua a la luna. Luego realice cantidades ridículas de grietas para sacar el H2 del H2O y vincule ese H2 a algo . Después de consumir el 0,02% de los océanos de la Tierra de esta manera, tendrás suficiente O2 en la luna para que un portal atmosférico abierto no asfixie a todos.

Tener la presión parcial correcta no es del todo correcto, y probablemente querrás producir en masa algo más de CO2 para las plantas pobres, y tal vez el ciclo del nitrógeno se arruine de alguna manera...

Pero no se puede realizar la geoingeniería de un planeta sin acabar con algunas especies.

No hay necesidad de desperdiciar agua, el oxígeno se encuentra en la superficie de la luna, en forma de silicatos y óxido de aluminio y otros óxidos metálicos. Y almacenarlos, en lugar de hidrógeno, es mucho más sencillo. El proceso de extracción básicamente es el mismo, solo requiere una temperatura más alta, no necesariamente mucho más alta, depende de la tecnología.

La luna está fijada por mareas a la Tierra, por lo que las leyes de la termodinámica lloverán sobre tu desfile.

Supongamos que sus portales son de tamaño gigante y transfieren con éxito aire y agua a la superficie de la Luna a una velocidad mayor que la velocidad de ebullición. 'Mira', ahora tienes una atmósfera, al menos por un corto tiempo de todos modos hasta que se disipe. Pero tus problemas apenas comienzan.

El lado de la luna que mira hacia la Tierra recibe más luz solar (a través del reflejo de la Tierra) que el lado oscuro. Eso significa que siempre será más cálido que el lado oscuro. (O, alternativamente, el lado oscuro siempre será más frío). De cualquier manera, las leyes de la termodinámica significan que la atmósfera intentará redistribuir (igualar) el diferencial de calor haciendo circular aire caliente desde el lado diurno hacia el lado oscuro y aire frío de regreso al lado oscuro. Otra manera. El resultado serán vientos de nivel ciclónico, aunque esto puede mejorarse en parte por la presión atmosférica más baja (reduciendo continuamente la presión atmosférica a medida que todo el aire se filtra día tras día).

Resultado: tu luna nueva será muy, muy ventosa. Piense en vivir en vientos de nivel de tormenta de forma permanente.

Tiene razón sobre las corrientes de convección, pero no son realmente relevantes para la pregunta real (que pregunta sobre el efecto en la atmósfera terrestre), pertenecen correctamente a una pregunta diferente (quizás de seguimiento), lo cual no es algo malo, algunos la expansión lateral está bien, si no se viera como el enfoque completo de su respuesta.
Gregory Benford tuvo una idea bastante gonzo para terraformar la luna que implicaba bombardearla con cometas para traer volátiles y acelerar su rotación a 60 horas. Se bloquearía de nuevo, por supuesto, pero llevaría miles de años.
"El lado de la luna que mira hacia la Tierra recibe más luz solar (a través del reflejo de la Tierra) que el lado oscuro:" Tienes razón técnicamente. Que, como todos sabemos, es el mejor tipo de corrección. Por otro lado, la diferencia es minúscula. De hecho, habrá una cierta cantidad de viento para redistribuir el calor; pero esos vientos serán completamente insignificantes en comparación con las brisas regulares ordinarias que redistribuyen el calor alrededor del terminador.
Creo que la diferencia en la radiación haría poca o ninguna diferencia si no fuera por el hecho de que la Luna no está girando. Entonces, ¿el diferencial de calor se acumulará durante semanas/meses/años? Lo que significa (sospecho) que los fuertes vientos serán una constante para cualquiera que viva en la superficie. Tal vez no haya vientos ciclónicos como se dijo originalmente, pero ciertamente más fuertes de lo normal.
La idea de @StarfishPrime Benford es atractiva, excepto que empujar cometas de la manera que él describe es un problema de n-cuerpos. Desea que estos cometas caigan con precisión y luego se detengan cuando tenga lo que desea. NO quieres una lluvia de cometas generalizada 150 años después, que acabaría con ambas biosferas. Este es un cálculo no trivial. Resuelto para n=2, (si uno está inmóvil) algo resuelto para n=3, (si el objeto en cuestión es mucho más pequeño que los demás) sin resolver para n > 3.
Terraformación ultrarrápida de la Luna por Portal from Earth
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v