Жизнепригодные планеты с экзотическими условиями

[Пришелец из космоса]

Итак. Представим себе суперземлю массой 3-5 земных. Получает эта суперземля тепла ( но не света) столько же или больше чем земля. Пускай там будет давление около 15-20 атм. и температра 200С . Что мешает зародиться и развиваться жизни при таких условиях ? На земле в архейский период были условия схожие.

[Инопланетянин]

200С? Многовато. Экстремофилы разве что. Да и то не факт. И это уже точка кипения при 200. Так что помрут.

[Пришелец из космоса]

200С? Многовато. Экстремофилы разве что. Да и то не факт. И это уже точка кипения при 200. Так что помрут.

вы курсе  какой температуре вода кипит с давлением 20 атмосфер ? и кстати экстреморфили при подходящих услувиях могут развиться в сложные организмы.

[Rattus]

Пускай там будет давление около 15-20 атм. и температура 200С . Что мешает зародиться и развиваться жизни при таких условиях ?

Прочность химических связей в молекулах полимеров. Только некоторые наиболее стойкие ароматические полиамиды и силиконы выдерживают такую температуру. И это наиболее простые гомополимеры. А любое усложнение (необходимое для жизни) неизбежно снижает общую прочность любой структуры. 200С - это практически крайний мыслимый предел. Реальный - скорее всего и того меньше. Сухая ДНК или сухие споры деградируют уже при 130-150С за час-другой.

Жизнь может быть органической, силикатной, плазменной или еще на любой подходящей основе.

Жизнь может быть только органической (в крайнем случае - кремний-органической или с повышенным содержанием галогенорганики) ввиду неспособности кремния образовывать пи-связи и большого межатомного расстояния. Что катастрофически снижает разнообразие структур стабильных полимеров.
В плазме же вообще невозможны сложные стабильные структуры, способные хранить массив наследственной информации, а те условия, в которых они образуются (звёзды) не дают достаточного градиента свободной энергии на единицу объёма для запуска и поддержания процесса.

[Nucleosome]

200С - это практически крайний мыслимый предел. Реальный - скорее всего и того меньше. Сухая ДНК или сухие споры деградируют уже при 130-150С за час-другой.

тут может быть только лазейка в виде жизни основанной на чём-то вроде графена (с катающимися по нему фульновыми шариками), которая может быть быть и более стабильна из-за чудовищной термостойкости графита (вроде до 5 тыс градусов?), такую идею реализовала Вика Воробьёва в своей повести Юнона, однако на что это может быть реально похоже трудновато представить...

[Инопланетянин]

Зачем это здесь, вообще? Обитаемая планета у красного карлика обязана прогреваться до сотен градусов? Так это и Венера, например, делает, но жизни там почему-то нет. Хотя углерода для графеновых организмов предостаточно.

( но не света)

А вот это помешает развиться любой даже самой фантастической жизни. Нет фотосинтеза - нет жизни. Одна только жара без перепадов температуры термодинамически не создаст условий для получения энергии.

[Nucleosome]

Хотя углерода для графеновых организмов предостаточно.

вот потому что их там нет и соедениней никаких таких там не нашли насколько понимаю, кажется, что всё-таки у таких существ проблем с возникновением очень много... хотя делать определённые вывода рановато

[Rattus]

тут может быть только лазейка в виде жизни основанной на чём-то вроде графена

Ага - только сам по себе он - исключительно пассивен, а допирование его чем-либо сразу превращает графен во что-то другое и гораздо менее прочное.

[Андрей Курилов]

тут может быть только лазейка в виде жизни основанной на чём-то вроде графена (с катающимися по нему фульновыми шариками), которая может быть быть и более стабильна из-за чудовищной термостойкости графита (вроде до 5 тыс градусов?), такую идею реализовала Вика Воробьёва в своей повести Юнона, однако на что это может быть реально похоже трудновато представить...

С термодинамической точки зрения - это очень неудачная форма жизни. Слишком велика энергия связи между атомами углерода. Земная жизнь пошла по пути лёгкости разрыва хим. связей (и неслучайно) - сначала добавив кислород и получив всякие полисахариды, а потом - азот и получив ещё более гибкие и подвижные белки. Никому не нужны ваши сверхпрочные молекулярные структуры. Всё с точностью до наоборот.
Т.е. для такой чистоуглеродной жизни понадобится очень существенная разница потенциалов (энергия). Но таковой обычно не имеется в местах с температурой в тысячи градусов.

Кстати. Катающиеся по графену фуллереновые шарики вроде бы не есть форма жизни, а есть катающиеся по поверхности шарики.

[Vavanzer]

200С? Многовато. Экстремофилы разве что. Да и то не факт. И это уже точка кипения при 200. Так что помрут.

вы курсе  какой температуре вода кипит с давлением 20 атмосфер ? и кстати экстреморфили при подходящих услувиях могут развиться в сложные организмы.

Зачем 200С. отодвинем планету на адекватное расстояние, и получим нормальные условия и ровный климат на всей поверхности, в пределах 0-150С, противоположный обсуждаемому несколько постов назад)))

Можно даже прикинуть эквивалент обитаемой зоны (расстояние в пересчете на солнечную систему), через атмосферу Венеры и "солнечный поток".  Имеется зависимость температуры от давления, кол-ва получаемой энергии и состава...

[Vavanzer]

 :)Примерный расчет.   Атмосфера Венеры имеет 308-266С (581-539К)  при 22.5-15атм. на соотв. высоте. и венерианском солнечном потоке.

 Перемещаем на расстояние Марса, поток энергии в 5.2 раза меньше. Получаем по закону излучения,  385-357К. ( 112-84С)  Надо двигать дальше.

 Перемещаем в пояс астероидов,2.8 а.е., энергии в 16раз меньше. Получаем 290-269К. Самое "оно" !!!  -3..+17С при 15-22 атм!!! Там же возможно и вращение, тк приливные силы не достанут. Но освещенность оптическим светом такой планеты будет около 80 раз ниже, чем на Земле(((( ~10х поправка на спектр, 7.84 на расстояние)

Пробуем еще орбиту Сатурна, минуя Юпитер)))  9.5а.е., в 184 раза меньше энергии.
Получаем при 22 атм. -115С. такое нам не пойдет

[Nucleosome]

исключительно пассивен

у него всё равно есть края (ну у фульверена конечно нет), и там уже интереснее.

Катающиеся по графену фуллереновые шарики вроде бы не есть форма жизни, а есть катающиеся по поверхности шарики.

ну то же можно сказать и про молекулу РНК и белки... да и катающиеся шарики было фигурально

Никому не нужны ваши сверхпрочные молекулярные структуры.

всё зависит от того, где эта жизнь находится - про "графитовые" формы разговор зашёл из-за высоких температур

Самое "оно" !!!

ага, только Венера с её атмсоферой она на вещь в себе, а такова именно потому что находится на определённом расстоянии от Солнца, имеет соответсвующую массу и т. д. если её отнести в пояс астероидов её атмосфера замёрзнет, да и вода в ранние эпохи никуда не денется.

[Vavanzer]

ага, только Венера с её атмсоферой она на вещь в себе, а такова именно потому что находится на определённом расстоянии от Солнца, имеет соответсвующую массу и т. д. если её отнести в пояс астероидов её атмосфера замёрзнет, да и вода в ранние эпохи никуда не денется.

Я на примере Венерианской атмосферы описал предполагаемую планету массой 3-5 земных и давлением 15-20 атмосфер, вынесенную в пояс Марса и астероидов.

Для такой оптимален поток энергии как в поясе астероидов, 150-200 Вт/м2

Венера же в поясе астероидов, скорее  повторит путь Земли и  Марса. Сначала вода сожрет СО2, пока давление позволяет держать температуру. А потом вода замерзнет, планета покроется  льдом, вечной мерзлотой... Что будет с атмосферой, не все однозначно. Тут надо думать...

[AlexAV]

Я на примере Венерианской атмосферы описал предполагаемую планету массой 3-5 земных и давлением 15-20 атмосфер, вынесенную в пояс Марса и астероидов.

От состава атмосферы зависит. Приимущественно азотная с примесью углекислого газа или углекислая -  будет очень холодной. На при инсоляции ниже уровня гесперийского марса углекислый газ становится малоэффективным как парниковый газ из-за вымерзания на тропопаузе (с формированием углекислых облаков) и поверхности. 

Богатая же водородом будет достаточно тёплой (для планеты с массой в 3-5 земных такая ситуация уже вполне возможная), т. к. водород имеет широкий континуум столкновительного поглощения в ИК области, который полностью перекрывает полосу теплового излучения планеты, при высоких давлениях это мощнейший парниковый газ, причём не склонный к вымерзанию даже при очень низких температурах (в отличие от углекислого).

Более того, расчёты показывают, что планета с богатой водородом атмосферой может сохранять условия, позволяющие существованию жидкой воды на поверхности, вплоть до уровня инсоляции, соответствующей орбите Сатурна (не то что пояса астероидов).

[AlexAV]

позволяющие существованию жидкой воды на поверхности, вплоть до уровня инсоляции, соответствующей орбите Сатурна

Кстати вот публикация по данному вопросу: http://arxiv.org/pdf/1105.0021v1

[Vavanzer]

Более того, расчёты показывают, что планета с богатой водородом атмосферой может сохранять условия, позволяющие существованию жидкой воды на поверхности, вплоть до уровня инсоляции, соответствующей орбите Сатурна (не то что пояса астероидов).

это все хорошо, но как водород будет уживаться с кислородом и др. газами и веществами поверхности?

он хорош когда доминирует в массе планеты, те когда ему просто не с чем реагировать

[AlexAV]

это все хорошо, но как водород будет уживаться с кислородом и др. газами и веществами поверхности?

С кислородом - никак, т.е. свободного кислорода в атмосфере такой планеты конечно же не будет (но для жизни его наличие и не обязательно). С другими газами (азотом, углекислым газом, метаном) - вполне нормально сочетается. Точно так же как и с абсолютным большинством минералов коры.

Водородная атмосфера у землеподобной планеты достаточной массы для её удержания может существовать геологически долго и химизм литосферы этому никак не препятствует. Для жизни такая атмосфера также в принципе пригодна (речь естественно не о фанерозойской фауне земли , но её там и не будет).

[Vavanzer]

С другими газами (азотом, углекислым газом, метаном) - вполне нормально сочетается. Точно так же как и с абсолютным большинством минералов коры.

По этому поводу  есть сомнения. Основанное на атмосферах газовых гигантов. Там большинство газов связано с водородом, полно разных гидритов, а большинство - метан, амоний, вода) о свободных газах не упоминают особо в статьях. Тока гелий и водород

[AlexAV]

Основанное на атмосферах газовых гигантов.

А что вы там ещё ожидали увидеть при тотальным доминирование доли водорода в массе планеты и довольно экстремальными условиями в нижних частях атмосферы?

По этому поводу  есть сомнения.

Да нет никаких сомнений. Водород совсем не экзотическое вещество и его химические свойства известны доскональна. Со всеми основными породообразующими минералами коры планет водород не может реагировать при обычных условиях и наличие воды даже термодинамически (сухой водород при высокой температуре может восстанавливать железо из оксидов, но при низкой комнатной температуре и наличие жидкой воды этот процесс принципиально невозможен). Водородная атмосфера на каменистой планете в этом плане будет совершенно устойчива (естественно если планета достаточно велика, чтобы она не рассеялась в космическом пространстве).

Метан естественно с водородом реагировать не может ни при каких условиях. А вот с азотом и углекислым газом ситуация чуть сложнее...

Реакция N2 + 3H2 = 2NH3 и CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O - термодинамически разрешены, хотя при комнатной температуре практически запрещены кинетически. Т.е. в отсутствие биосферы водород, при умеренных давлениях и комнатной температуре, вполне может сосуществовать с азотом и углекислым газом. А вот если на такой планете будет жизнь... То скорее всего она азот и углекислый газ (при наличие большого избытка водорода) из атмосферы съест, данные реакции могут служить источником энергии (вторая даже используется рядом известных микроорганизмов-метаногенов).

Правда особой трагедии в этом не видно. Углерод метана для живых организмов вполне доступен. А то, что большая часть азота будет не в виде N2, а в форме солей аммония - также какой-то значимой проблемой для биосферы не является.

[Инопланетянин]

Сможет ли жизнь использовать какие-либо другие окислители или просто ёмкие концентраторы энергии, например тот же гептил? А то на одном только анаэробе будет очень грустно и скучно.