Терраформирование Венеры

[Андрей 2]

Когда кончится пепел, вопрос хватит ли энергии ветра, чтобы напилить достаточно базальтовой пыли(с помощью полученной в хим реакции из пепла пыли и песка кварца и солей) за приемлемые сроки,

Такая плотная атмосфера в процессе циркуляции однозначно будет содержать различные частицы, усилится выветривание, поверхность будет постепенно сглаживаться.

[crazy_terraformer]

Литосфера Венеры оказалась «промежуточным вариантом» между Марсом и Землей
 
https://naked-science.ru/article/sci/litosfera-venery-okazalas

Новые карты поверхности Венеры, полученные на основе снимков, которые были сделаны еще в 1990-х годах американским зондом Magellan, показывают сложную сеть хребтов и разломов — весьма похожую на то, что создает на Земле тектоника плит. Более того, на краях венерианских равнин можно рассмотреть свидетельства трения блоков коры друг о друга. Об этом рассказал планетолог из Университета штата Северная Каролина Пол Бирн (Paul Byrne), выступивший с докладом на конференции Lunar and Planetary Science.

 

Современные Земля и Марс представляют собой два противоположных полюса в строении коры небольших каменистых планет. Марс покрыт цельной, неподвижной литосферой; Земля же разделена на крупные фрагменты, плавающие по поверхности магмы, то сходящиеся, то расходящиеся друг с другом. Однако чем больше мы узнаем Венеру, тем скорее она кажется «промежуточным вариантом» между этими двумя: «Это не совсем тектоника плит, но и не совсем не тектоника плит», — говорит Пол Бирн.

Действительно, кора Венеры разделена на отдельные плиты. С другой стороны, земные плиты движутся более или менее независимо друг от друга. Венерианские образуют тесные связки, как льдины на весеннем озере — именно с ними сравнивает это движение Ричард Гейл (Richard Ghail) из Имперского колледжа Лондона, выступивший следом. Ученый рассказал об обнаружении на поверхности Венеры двух четко очерченных низин (Nuwa Campus и Lada Campus), напоминающих обликом земные — Таримскую и Сычуаньскую впадины на территории Китая.

 

При таком тесном соседстве литосферных плит их перемещение может обеспечиваться высокой температурой поверхности Венеры, которая превышает 450 °С. «Породы должны быть размягчены», — объясняет Пол Бирн, что, по-видимому, облегчает движение плит, запускаемое конвекцией в вязкой мантии планеты.

В статье ещё карты есть.

[crazy_terraformer]

(кликните для показа/скрытия)

Центральная часть гор Максвелла довольно плоская. Это овальная область размером 400 км с севера на юг и 200 км с востока на запад, где диапазон высот не превышает 1,5 км[17][16]. Высочайшая точка гор Максвелла (и всей Венеры) находится на высоте 10—11 км[1][2][6] над средним уровнем поверхности планеты и 6—7 км[44][36] над соседним плато Лакшми. Вторая по высоте возвышенность Венеры — гора Маат — уступает горам Максвелла более чем на километр.

Будем считать овальную область прямоугольником для простоты.
Получается 80 000 км²
Атмосфера Венеры, данные из википедии. Состав атмосферы в мольных %
Масса       4,8⋅10^20 кг
Состав[1][2]
Углекислый газ    CO2 ≈96,5 %
Азот    N2    ≈3,5 %
1 % = 10 000 ppm
Сернистый газ    SO2    150 ppm=150•10^(-4)%
Аргон    Ar    70 ppm=70•10^(-4)%
Водяной пар    H2O    20 ppm=20•10^(-4)%
Угарный газ    CO    17 ppm=17•10^(-4)%
Гелий    He    12 ppm=12•10^(-4)%
Неон    Ne    7 ppm=7•10^(-4)%
Хлороводород    HCl    0,1—0,6 ppm≈0,35ppm=0,35•10^(-4)%
Фтороводород    HF    0,001—0,005 ppm≈0,003ppm=0,003•10^(-4)%

Нужно вычислить массу оксида серы, для расчёта её эквивалента в виде условного венерианского базальта.

(кликните для показа/скрытия)

Проблема что цифры округленные для главных компонентов, а мольные проценты для последних в столбике газов даны в виде диапазона значений, для последних взял среднее для каждого, после чего суммирую значение всех компонентов, кроме азота и углекислоты, разделю пополам и отниму это число от мольных% N2  и СO2 каждого по отдельности, т.к. число мольных% в сумме д.б. равно 100%.
n%(HCl+HF+Ne+He+CO+H2O+Ar+SO2)=276,353•10^(-4)=0,0276353%
n%(CO2)=96,48618235%
n%(N2)=3,48618235%
Сумма количества моль молекул простых и сложных веществ, и атомов инертных газов
Σn=n(CO2)+n(N2)+n(SO2)+n(Ar)+n(H2O)+n(CO)+n(He)+n(Ne)+n(HCl)+n(HF)
1=(n(CO2)+n(N2)+n(SO2)+n(Ar)+n(H2O)+n(CO)+n(He)+n(Ne)+n(HCl)+n(HF))/Σn
1=Σn_i/Σn=(n(CO2)/Σn)+...+(n(HF)/Σn) - сумма мольных долей
100%=(Σn_i/Σn)*100=(n(CO2)/Σn)*100+...+(n(HF)/Σn)*100 - сумма мольных долей в% или сумма мольных%
Σn=Σm/Mср
Σm=4,8⋅10^20 кг=4.8•10^23 г масса атмосферы Венеры
Mср=(n%(CO2)*Μ(CO2)+n%(N2)*Μ(Ν2)+n%(SO2)*Μ(SO2)+n%(Ar)*M(Ar)+n%(H2O)M(H2O)+n%(CO)M(CO)+n%(He)M(He)+n%(Ne)M(Ne)+n%(HCl)M(HCl)+n%(HF)M(HF))/100
Молярная доли
U(CO2)=44.0090г/моль×96,48618235/100=42,4620399 г/моль
U(N2)=28,0140г/моль×3,48618235/100=0,9766191207 г/ моль
U(SO2)=64,064г/моль×0,015/100=0.0096096 г/моль
U(Ar)= 39.9480 г/моль×0.007/100=0.00279636 г/моль
U(H2O)=18.0150г/моль×0,002/100=0.0003603 г/моль
U(CO)=28.0100×0,0017/100=0.00047617г/моль
U(He)=4.0030×0,0012/100=0.000048036г/моль
U(Ne)=20.1790×0.0007/100=0.0001412530г/моль
U(HCl)=36.4610×0.35/10 000/100=0.00001276135 г/моль
U(HF)=20.0060×3•10^(-7)/100=0.000000060018 г/моль

Mср=43,53915405430851 г/моль
Σn=Σm/Mср=(4.•10^23)/43,53915405430851=9,187133022866279•10^21 моль

n(SO2)=9,187133022866279•10^21*0,015/100=1,37806995342994185•10^18 моль
m(SO2)=1,37806995342994185•10^18*64,064г/моль=88.28467349653579•10^18 г≈88.285•10^15 кг=88.285•10^12тонн=88.285 трлн.тонн

Состав поверхности Венеры в весовых процентах
Окислы   «Венера-13»   «Венера-14»   «Вега»
SiO2   45,1   48,7   46,5
Al2O3   15,8   17,9   16
MgO   11,4   8,1   11,5
CaO   7,1   10,3   7,5
FeO   9,3   8,8   8,6
K2O   4,0   0,2   0,1
TiO2   —   —   0,2
SO3   —   —   4,7
MnO   0,2   0,16   0,14

Посмотрим хватит ли только оксида магния?
M(MgO)=40.3040г/моль
MgO+H2SO4=MgSO4+H2O

    CO2 → CO + O фотолиз УФ излучением
    SO2 + O → SO3
    SO3 + H2O → H2SO4
1 моль MgO  на 1 моль SO3
X — 1,37806995342994185•10^18 моль
m(MgO)=55.54173140304038•10^18 г≈55.542 трлн.тонн
Плотность породы 2,8 г/см3=2,8млрд.т/км3.
Берём 1 километровый слой, считаем его параллелепипедом в первом приближении(но на самом деле это более объёмная фигура). 80 000 км2*1 км=80000 км3, масса 1км слоя 80000*2,8 млрд=224 трл. тонн.
55.542/(224/100)≈24.8%  содержание окиси магния должно было бы составлять в породе для поглощения всего SO3 однако она составляет 8,1-11,5%
24,8/8,1≈3,06 км
24,8/11,5≈2.157 км
Окись магния в 1 км слое составит 
8.1*224/100=18.144 трлн.тонн
11.5*224/100=25.76 трлн.тонн

(кликните для показа/скрытия)

55.54173140304038-18.144

=37.398 трл.тонн магния надо заменить его эквивалентом или

(кликните для показа/скрытия)

-25.76

=29.782 трл.тонн

 Содержание CaO в 1 км слое составит от 7.1 до 10.3% , в трлн. тонн это будет
7.1*2.24=15.904
10,3*2.24=23.072
M(CaO)=56.0770
M(MgO)=40.304
56.07 ~ 40.304
15.904 ~ X=40.304*15.904/56.07=11.432045942571785
Согласно таблице минимум магния соответствует максимуму кальция
23.072~ X2=40.304*23.072/56.07=16.584517353308364

55.54173140304038-18.144 -16.584517353308364=20.813214049732018 трлн.тонн ≈20.823трл.тонн при минимуме  магния следует заменить его эквивалентом
FeO+H2SO4=FeSO4+H2O
окисляется триоксидом серы
2FeSO4+2SO3=Fe2(SO4)3+SO2
Окиси железа вместе с калием может хватить в 1 км слое для поглощения остальной части SO2, а может и нет.Зато  оксидов магния и кальция с избытком для поглощения оксидов серы в 2 км слое

2 километрового слоя вершины гор Максвела должно хватить с избытком для поглощения всех оксидов серы содержащихся в атмосфере, хватит прежде всего оксидов магния и кальция.
Насчет железа не уверен, т.к. начнется активная эрозия вершины горы, т.к. сульфат железа - довольно рыхлая субстанция, а содержащие его обломки на более горячем склоне горы будут при более высокой температуре 480-600°C выделять оксиды серы обратно в воздух.

[crazy_terraformer]

А не может ли нечто подобное случиться естественным путём (ну или при минимальном нашем содействии)?
Йодистое серебро неплохо работает для разгона водяных облаков. Что порекомендуете для сернокислотных? Как будет работать тот же лунный реголит, если его вбрасывать, например, в зоны полярных вихрей?

Реголит для связывания окислов серы в размере 300-400трлн.тонн хватило бы, если бы он мог висеть в воздухе  достаточно долго. Вот если перед этим убрать всё лишнее - оксиды алюминия, кремния, железа, титана, ильменит. Только диоксид кремния по массе до 65,6% может занимать.
Но опять же материала хватит с избытком в 2-х км слое плоской вершины гор Максвелла.

[Maki]

А не может ли нечто подобное случиться естественным путём (ну или при минимальном нашем содействии)?
Йодистое серебро неплохо работает для разгона водяных облаков. Что порекомендуете для сернокислотных? Как будет работать тот же лунный реголит, если его вбрасывать, например, в зоны полярных вихрей?

Реголит для связывания окислов серы в размере 300-400трлн.тонн хватило бы, если бы он мог висеть в воздухе  достаточно долго. Вот если перед этим убрать всё лишнее - оксиды алюминия, кремния, железа, титана, ильменит. Только диоксид кремния по массе до 65,6% может занимать.
Но опять же материала хватит с избытком в 2-х км слое плоской вершины гор Максвелла.

ОК. Попробуем исходить из этих вводных.
Позвольте задать совершенно безграмотный вопрос:
Если намеренно не касаться вопросов технологий, ресурсов, логистики, экологии и экономики (ибо это главные враги терраформирования и космоколонизации) - что энергетически выгодней? Запустить на высоту 100 км. над поверхностью Венеры - 300-400 трлн.тонн лунного реголита, или 300-400 трлн.тонн пыли с гор Максвелла? Сколько оно будет в Джоулях?

[SpaceEngineer]

С гор Максвелла ничего не надо запускать. Сернокислый дождь сам на них прольётся, когда Венера достаточно остынет, после строительства экрана в L1, кольца или шариков в атмосфере.

Вопрос в другом - как заставить прореагировать двухкилометровый слой, по всему объему? Вряд ли поверхность Венеры настолько пористая, да ещё и на такую глубину. Взорвать горы бомбами? Урана не нарасешься, энергии для распыления такой массы реально много надо (лучше потратить ее на изменение орбиты койпепоида). К тому же, прореагировшая пыль должна остаться на вершине горы, а не упасть в низины, где она опять разложится на составляющие из-за жары.

[Maki]

С гор Максвелла ничего не надо запускать. Сернокислый дождь сам на них прольётся, когда Венера достаточно остынет, после строительства экрана в L1, кольца или шариков в атмосфере.

Если сернокислотный дождь "прольётся" - то не только на горы Максвелла, но и на всю поверхность. Каковая, полагаю, достаточно пориста. Только вот космические мегалопроекты типа "шариков" или "экрана" для земной экономики, вряд ли будут подъёмны когда-либо. Просто в силу энергетических и физических барьеров.

Вряд ли поверхность Венеры настолько пористая, да ещё и на такую глубину. Взорвать горы бомбами? Урана не нарасешься, энергии для распыления такой массы реально много надо (лучше потратить ее на изменение орбиты койпепоида).

Вот именно. Урана не напасёшься. Энергии надо фантастическое количество.
Койпериды... Опять таки, это реально только при условии чудесного овладения бесконечной энергией и фантастическими технологиями. Предположим, они есть... Иксион как раз сопоставим по массе с атмосферой Венеры. Если его посадить на предел Роша - он будет разорван, образует кольца, и начнёт выпадать на Венеру. Как слой водяных облаков отразится на парниковом эффекте?

Мне кажется, энергетически и материально намного проще будет оказать некое воздействие на атмосферу Венеры, дабы в ней появились сильные вертикальные перемещения воздушных масс? Тогда не надо ничего взрывать. Если нисходящие холодные массы будут достигать поверхности - как минимум, сернокислотный туман будет реагировать с горными породами. А в идеале - и сернокислотные дожди будут литься. Самое забавное, что тогда атмосфера начнёт сильнее нагреваться на ночной стороне, и активней охлаждаться на ночной, что, возможно, ещё усилит суперротацию. Но, да, к сожалению, воды на Венере это не прибавит, и никакой серпентизации не начнётся...

[cybertron]

космические мегалопроекты ... вряд ли будут подъёмны когда-либо

Саморепликация - наш ответ. Только не в том виде в котором обычно ее изображают - наноробот создающий свою копию.
Роботизированная шахта. Роботизированный обогатительный комбинат. И т.д заканчивая комплексом по сбору роботов. И заводом по производству шариков - или элементов зонтика.
Т.е для старта всего этого надо будет отвезти на место несколько тысяч достаточно разумных роботов и пару реакторов.
И понятно что это будет возможно не в этом веке. Хотя кто знает...

[crazy_terraformer]

С гор Максвелла ничего не надо запускать. Сернокислый дождь сам на них прольётся, когда Венера достаточно остынет, после строительства экрана в L1, кольца или шариков в атмосфере.
Вопрос в другом - как заставить прореагировать двухкилометровый слой, по всему объему? Вряд ли поверхность Венеры настолько пористая, да ещё и на такую глубину.

Горы будут горячее падающей на них кислоты, тепловое расширение-сжатие камня из-за охлаждения испаряющейся жидкостью и нагрева аккумулированным теплом из нижележащих слоёв горы будет провоцировать растрескивание породы.
Пары непрореагировшей кислоты и выделившейся в реакциях воды будут расклинивать трещины. Сами образующиеся сульфаты и сульфиты намного менее плотные(т.е. образующаяся в трещинах соль будет их расклинивать),прочные и к тому же растворимые в воде вещества.
К тому же плотные ламинарные и вихревые потоки воздуха будут сдувать эту соль вниз.

К тому же, прореагировшая пыль должна остаться на вершине горы, а не упасть в низины, где она опять разложится на составляющие из-за жары.

CaSO4
2CaSO4 → 2CaO + 2SO2 + O2
Реакция термического разложения сульфата кальция с образованием оксида кальция, оксида серы(IV) и кислорода. Реакция протекает при температуре 1350-1400°C.
CaSO3 разлагается при 600°С.
4CaSO3=CaS+3CaSO4
CaS разлагается при >2450^C на Ca и S
Следовательно сульфат и сульфид кальция будут устойчивы на Венере.

    При нагревании выше температуры плавления сульфат магния разлагается:
 2MgSO4—>1200^∘C—>2MgO + 2SO2 + O2
Сульфит магния при 500°С диспропорционирует
4MgSO3=MgS+3MgSO4
Сульфид магния разлагается при температуре 2000°С на элементы.

[Андрей 2]

Самое забавное, что тогда атмосфера начнёт сильнее нагреваться на ночной стороне, и активней охлаждаться на ночной, что, возможно, ещё усилит суперротацию.

Долгая-долгая венерианская ночь позволит охладится и воздуху и поверхности, если не будет облаков.

[SpaceEngineer]

Долгая-долгая венерианская ночь позволит охладится и воздуху и поверхности, если не будет облаков.

Плотная атмосфера не позволит.

[Dreams]

CaSO3 разлагается при 600°С

Не разложится карбонат кальция при 600 градусах на Венере. Вы постоянно забываете о давлении в 90 ат. При таких условиях равновесие реакции смещено влево, в сторону уменьшения газообразного компонента. Температура разложения будет выше. Это касается и других веществ. Все надо пересчитывать на условия Венеры (не только по температуре, но и по давлению).

[crazy_terraformer]

CaSO3 разлагается при 600°С

Не разложится карбонат кальция при 600 градусах на Венере. Вы постоянно забываете о давлении в 90 ат. При таких условиях равновесие реакции смещено влево, в сторону уменьшения газообразного компонента. Температура разложения будет выше. Это касается и других веществ. Все надо пересчитывать на условия Венеры (не только по температуре, но и по давлению).

И хде тут газ Сульфит кальция - не карбонат, протрите Ваши глазки або очки.
Сульфид и сульфат кальция  - твёрдые вещества

[Skipper_NORTON]

Масса Венеры - 4,8х10²⁴ кг а её атмосферы 4,8х10²⁰ кг. Можно ли говорить о каком-то серьёзном воздействии атмосферы на планету?

Как бы то ни было, если атмосфера/планета раскручивается, то Венера - "падает" на Солнце. Таким образом "климат" будет только ухудшаться.

 
Короб , и что это означает ?  (если раскручивается, то падает на Солнце) .
 

[Андрей 2]

Нашёл интересное видео на венерианскую тему. https://www.youtube.com/watch?v=XilzN4WbTL0

[cybertron]

https://habr.com/ru/post/369917/

Пишут что получили органические клетки с углеродно-кремниевой химической связью.

C другой стороны - уже научились делать полностью синтетические клетки.

Собственно остался только один шаг для создания кремниевой формы жизни.

Такая жизнь должна выдерживать гораздо более высокие температуры. Попытаться создать какой-нибудь кремниевый лишайник и заселить им
Венеру. Пусть поглощает углерод из атмосферы.

[crazy_terraformer]

У кремниевой жизни нет перспектив. Для выделения кремния из силикатов и кварца нужен свободный углерод, а он там везде в окисленном состоянии,  или фтор, но его мало. Кровь у этих существ должна каким-то солевым расплавом...
Источник энергии - света мало, следовательно хемосинтез - но это не имеет перспектив.

[cybertron]

Хмм...

Недавнее исследование проанализировало свойства облаков в нижнем атмосферном слое Венеры. Результаты показывают, что они могут иметь правильные условия для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов. Кроме того, существование микробной жизни на этих высотах могло бы помочь объяснить аномальные атмосферные профили Венеры. Ученые неоднократно наблюдали их в ультрафиолетовых изображениях планеты.
...
 в диапазоне ультрафиолетовых лучей атмосфера Венеры имеет темные пятна и полосы. В более темных областях, которые были впервые зафиксированы в 1927 году, неизвестное вещество поглощает на 40% больше УФ-света, чем окружающие районы.
...
Ультрафиолетовые пятна Венеры, отметил Лимай, растут и уменьшаются в объеме, перемещаются по всей атмосфере планеты и становятся светлее или темнее с течением времени.
Венерианские микробы могут быть похожими на поглощающие серную кислоту кислотоустойчивые УФ бактерии.

https://alivespace.ru/zhizn-v-oblakah-venery/

А это я так понимаю та самая статья

https://liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2017.1783

[crazy_terraformer]

Брехня - без металлов ферменты не работают,  аналоги креатинфосфата и АТФ на полисерных кислотах или политиосерных, пероксисерных сомневаюсь? 

[Skipper_NORTON]

Хмм...

 
Нужно Rattus-a позвать, он специалист по химии-биологии, и сразу скажет, возможны ли условия для жизни в облаках Венеры,
 
Но Венера состоит не только из своей поверхности, отметил Лимай. «Мы решили определить зону обитаемости на Венере, игнорируя поверхностные условия. И полностью сконцентрировались на атмосфере планеты», — сказал он.
Нижняя часть атмосферы Венеры, расположенная на 47,5-50,5 километров выше поверхности, имеет пригодные для жизни зоны. Давление и температура на этих высотах вполне умеренные. Это 0,4-2 стандартного атмосферного давления Земли и от 0 ° до 60 ° C соответственно. Планета, возможно, имела жидкую воду на поверхности в течение 2 миллиардов лет. И теперь эта вода существует в виде водяного пара в атмосфере. А углекислый газ, соединения серной кислоты и ультрафиолетовый (УФ) свет могут давать микробам пищу. 
 
https://alivespace.ru/zhizn-v-oblakah-venery/