Возможно ли создание атмосферы на других планетах или спутниках? Терраформирование.

[Проходящий Кот]

Модель ускорения вращения вообще-то даже не обсуждалась....

[shuricos]

Модель ускорения вращения вообще-то даже не обсуждалась....

Сначала надо понять - нужно ли такое ускорение.

P.S. Сообщение 666 

[Olweg]

Зато океан бы просто бы кишил жизнью. Венера очень плоская планета. При той же площади глубина бы там была в среднем намного меньше, а площадь наилучших для морской жизни мелководий намного больше, чем на Земле.

Была бы вода - вероятно, возникла бы тектоника плит и стала бы нарастать континентальная кора. На Земле всё же подавляющее большинство мелководий - континентальные шельфы. А объём и глубина океана - вещь вообще не ясно от чего зависящая, возможно, случайная.

[AlexAV]

Мы видим, что почти всюду на континентах температура отрицательна.

Но здесь распределение температур для фиксированного положения солярного пятна. А оно выбрано над центром Тихого океана. На большинстве материков просто ночь и поэтому так холодно. Единственный который в пятне - Австралия. Там 13-16 градусов (если правильно посчитал по цветовой шкале). Итого 13-16 летний максимум, -13 зимний минимум. Среднегодовая в глубине материка видимо около 0 (т.е.). Сезоны 58 суток день, 58 суток ночь. Через ноль будет переходить где-то с рассветом. Это всё же не Норильск со среднегодовой -9.8, а скорее Архангельск (но сверхбыстрым чередованием сезонов). Больше соответствует зоне тёмнохвойной тайги, а не тундре. 

Но есть два существенных НО.
1) Атмосферное давление. Если удалить из атмосферы Венеры углекислый газ, то остаточное давление азота будет не 1 атм, а  3 атм. Судя по всему на средней температуре это скажется не сильно (в статье указано при 2 атм и там она поднялась на 6 градусов, но думаю равновесное процентное содержание углекислого газа на Венере будет меньше чем на Земле, что частично или полностью отыграет этот рост). А эффективность атмосферного переноса вырастет очень сильно.
2) Реальная топография Венеры. Не будет единых крупных массивов суши. Скорее множество полуостровов-полуматериков с изрезанной береговой линией, разделённых сравнительно широкими проливами. Перенос тепла при этом с океанов на сушу очень облегчается.

Т.е. климат будет куда мягче и с меньшими суточными перепадами, чем с земных расположением материков и земной атмосферой в 1 бар.

P.S. Кто-то нарисовал карту терраформированной Венеры с океаном http://www.worlddreambank.org/V/VENUS.HTM

[AlexAV]

Модель ускорения вращения вообще-то даже не обсуждалась....

А что здесь обсуждать? Расчёты показывают, что быстро вращающаяся Венера при любом составе атмосферы превращается в крематорий из-за саморазгоняющегося влажного парникового эффекта. А с тем вращением какое есть - может иметь более-менее нормальный климат.

Здесь радоваться надо, что нам так повезло и Венера вращается столь медленно.

[Проходящий Кот]

Чем-то эта карта Саракш Стругацких напоминает.....

[LonelyWanderer]

Ещё как исчезнут!
На Венере вулканизм уничтожил всю поверхность, не осталось никаких старых геологических образований. То же может случиться и с Землёй.
Извержение сибирских траппов представляете себе? Вызванный ими эффект Вам известен? А теперь представьте, что такое извержение происходит практически повсеместно, то извергаются все земные разломы и появляются новые - там, где их никогда не было. Лава просто зальёт всю поверхность планеты - вот и всё.

Но самое интересное - а зачем? Если стоит задача терраформирования Венеры и Марса, так для этого их не обязательно засовывать на орбиту Земли.

Венеру - обязательно. Ну Марс ещё можно оживить, если там атмосферу мощную создать, более мощную, чем на Земле - 3-4 бара.. А с Венерой будет столько возни, да и она будет постоянно на протяжении всей её истории, что нафиг надо

[AlexAV]

А с Венерой будет столько возни, да и она будет постоянно на протяжении всей её истории, что нафиг надо

Согласно расчётам Венера при нормальной атмосфере и гидросфере будет более устойчива к переходу к состоянию крематория, чем Земля (благодаря медленному вращению вокруг оси). Так что никаких проблем нет. Главная проблема - где взять столько воды для гидросферы. Но это очевидно проще чем двигать целые планеты с одной орбиты на другую .

С Марсом кстати сложнее. Там никакое давление и содержание парниковых газов не позволяет обеспечить климат отличный от антарктических пустынь. При этом вода там в жидком виде будет (но с очень своеобразным гидрологическим циклом), жизнь тоже возможна. Но на земле такая климатическая зона выглядит вот так (р. Оникс в Антарктиде):



Если повезёт может получиться что-то вроде сухой тундростепи.. Но не более.

[LonelyWanderer]

Ну а если на Марсе сделать еще мощнее атмосферу - 10, 20, 30 бар?  Если заполнить её фреонами, оксидом азота N2O (тоже парниковый газ, правда вредный для человека) и т.д. Вариантов всяких много. Хотя условия и будут уже не как на Земле, но активная жизнь там возможна.

[noxx77]

Предлагаю земную группу вообще разобрать на О'Нейловские поселения. На порядки эффективнее использование вещества. Шар обладает минимальным отношением поверхности к объему, а относительно тонкостенные полые конструкции - практически пена. Ещё сферу Дайсона для энергетических нужд - и будет нам счастье))))

[Kweni]

Там никакое давление и содержание парниковых газов не позволяет обеспечить климат отличный от антарктических пустынь.

Неправда, на Марсе всего 10 атм углекислого газа достаточно для земной температуры.
А если использовать фреоны
http://www.pnas.org/content/98/5/2154.full
можно обойтись вообще ничтожными примесями.

[AlexAV]

Неправда, на Марсе всего 10 атм углекислого газа достаточно для земной температуры.

Есть следующее исследование на этот счёт. 3D modelling of the early Martian Climate under a denser CO2 atmosphere: Temperatures
and CO2 ice clouds.



В общем не очень жарко.

В этой же статье есть данные для моделирования атмосферы с давлением от 0,1 до 5 бар. Максимальная температура достигается при давление около 2 бар чистого углекислого газа. А при дальнейшем его увеличении  температура начинает снова падать из-за роста альбедо в следствие образования облаков из сухого льда и ледников из него же на поверхности.

P.S. Здесь есть правда следующий момент. В работе они моделировали Марс Гесперийской эры и поэтому светимость солнца бралась такая, которая была тогда (т.е. только 75% от современной). Если взять современную светимость, то ситуация должна конечно несколько улучшиться.

[AlexAV]

Если заполнить её фреонами, оксидом азота N2O (тоже парниковый газ, правда вредный для человека) и т.д.

С суперпарниковыми газами вопрос сложнее... Может быть и помогут.  Но все они ограниченно устойчивы в атмосфере и их сложно включить в нормальный геохимический цикл. Кроме того, почти все они включают в свой состав фтор, который является достаточно редким элементом.

В качестве однократной акции в процессе терраформирования наверно подойдёт, но поддерживать условия с их помощью миллионы лет затруднительно (собственно это и называется "будет столько возни, да и она будет постоянно на протяжении всей её истории" ).

Вообще данные климатического моделирования очень повышают оптимизм относительно возможности терраформирования Венеры, и более пессимистичны относительно Марса. Т.е. в преобразованном варианте Марс жизнь поддерживать конечно сможет. Вот только те природные зоны которые там могут быть при этом реализованы, т.е. антарктический пустыни и, возможно, сухие тундростепи (некоторый их аналог сейчас можно увидеть например на острове Врангеля), относятся совсем не к самым комфортным...

http://www.pnas.org/content/98/5/2154.full
можно обойтись вообще ничтожными примесями.

Кстати здесь выполнили климатический расчёт по влиянию этих суперпарниковых газов вплоть до парциального давления в 1Па. Влияние заметное, но при 1Па всё ещё очень холодно (повышение среднепланетарной на 26.1 К от современного уровня). Опять же при больших количествах неизбежно возникнет проблема где взять столько фтора.

[GraY25]

Раз уж пошла такая пьянка..
Предлагаю вместо терраформирование всей системы генетически переформировывать организмы людей под каждую обстановку)
Выйдет и быстрее и дешевле 

[stuuvi]

Раз уж пошла такая пьянка..
Предлагаю вместо терраформирование всей системы генетически переформировывать организмы людей под каждую обстановку)
Выйдет и быстрее и дешевле

Если под какую либо обстановку организм перестроить не удастся в следствии физических возможностей , то получиться что цена равна бесконечности. В итоге задача в целом тоже выходит не дешевле, поскольку в среднем стоимость будет тоже равна бесконечности. Только если использовать разные стратегии. К тому же тема о терраформировании.

[Kweni]

Опять же при больших количествах неизбежно возникнет проблема где взять столько фтора.

Фтор – это не золото. Флюорит – один из самых распространённых минералов. К тому же соединения фтора концентрируются в наиболее поздней легкоплавкой фракции лавы, и их очень просто добыть.

Но все они ограниченно устойчивы в атмосфере и их сложно включить в нормальный геохимический цикл.

Фтор – элемент, который используется живыми организмами и поэтому уже включён в соответствующие циклы.

[AlexAV]

Фтор – элемент, который используется живыми организмами и поэтому уже включён в соответствующие циклы.

Фтор - да. А перфторуглеводороды - нет. Собственно задача же добиться, что бы установившийся режим самоподдерживался геологически долго за счёт естественных циклов в геосферах и биосфере. А с перфторуглеводородами это практически невозможно обеспечить.

Фтор – это не золото.

Не золото. Но его очень сложно извлекать когда он находится в форме малой примеси (близкой к кларку), нужны концентрированные месторождения. А сними как всегда не очень. Кроме того здесь вопрос в потребности. Чтобы обеспечить 1 Па парциального давления на Марсе потребуется 40 млрд.т. этих соединений. При времени жизни около 100 лет пополнять придётся на 400 млн.т. в год. Для сравнения запасы флюорита во всех пригодных к промышленной разработке  месторождениях земли около 600 млн.т (речь конечно не о Земле, но как индикатор масштаба подойдёт).

[Kweni]

Фтор - да. А перфторуглеводороды - нет.

Это всё к генетикам, пускай разрабатывают генетически модифицированные бактерии, вырабатываюющие фреоны.

В работе они моделировали Марс Гесперийской эры и поэтому светимость солнца бралась такая, которая была тогда (т.е. только 75% от современной). Если взять современную светимость, то ситуация должна конечно несколько улучшиться.

Не несколько улучшится, а кардинально улучшится.

Чтобы обеспечить 1 Па парциального давления на Марсе потребуется 40 млрд.т. этих соединений. При времени жизни около 100 лет пополнять придётся на 400 млн.т. в год.

Какой 1 Па? Вы разве не читали ссылку? Подобранной там смеси фреонов достаточно 240 частей на миллиард!  Это 0,0001 Па.
Там нужно их синтезировать 170 000 т в год (а не 400 млн), время жизни у в атмосфере от 3000 до 100000000 лет для разных компонентов (а не 100), и с производством прекрасно справятся генномодифицированные бактерии.

[AlexAV]

Какой 1 Па? Вы разве не читали ссылку? Подобранной там смеси фреонов достаточно 240 частей на миллиард!  Это 0,0001 Па.
Там нужно их синтезировать 170 000 т в год, и с этим прекрасно справятся генномодифицированные бактерии.

По вашей ссылке они вообще никаких климатических расчётов не проводят, считают только спектры. А способ оценки влияния на температуру там столь примитивен, что едва ли может считаться сколько-нибудь надёжным.

А вот здесь http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/ESS/ACT-RPR-ESS-2013-IAC-MarsClimateEngineering.pdf взяли смесь этих суперпарниковых газов и обсчитали с помощью нормального 3D климатического кода. Ну и собственно результаты:



0,0001 Па вообще никто не заметит. Минимум 1 Па и то получается очень холодно (повышение от современной средней планетарной температуры только 26,1 градус).

[Kweni]

Могу сразу сказать, что брали вовсе не смесь этих авторов. В правильную смесь входят CF₃CF₂CF₃,
CF₃SCF₂CF₃, SF₆, SF₅CF₃, SF₄(CF₃)₂

А по вашей ссылке считали совсем другие вещества:
CF₄, C₂F₆, C₃F₈ and SF₆
Только 2 из компонентов совпадают.

Спектры – это главное. Задача как раз в том и состоит, чтобы перекрыть полосами поглощения всю инфракрасную область. У одного газа полосы поглощения в одном месте, у другого газа – в другом. Поэтому только правильно подобранная смесь может перекрыть всё и обеспечить хороший парниковый эффект в низкой концентрации.