Was wären die Konsequenzen eines erdähnlichen Planeten, der Helium in seiner Atmosphäre zurückhält?
Also habe ich die Zahlen auf der Seite der Atomrakete zum Aufbau der Welt gemacht und es scheint, dass meine Supererde das Heliumgas von seiner frühen Entstehung an in seiner Atmosphäre behalten würde. Welche Auswirkungen hätte dies auf das Leben und den Planeten selbst? Ich weiß auch nicht, wie viel Helium es haben würde. Ich bin mir auch nicht sicher, wie viel Prozent seiner Atmosphäre Helium sein sollte. Ich hoffe das sind genug Informationen. Stimmt es, dass es sogar noch eine Supererde und kein Mini-Neptun wäre? Für weitere Informationen beträgt die Schwerkraft des Planeten das 1,75-fache der Erdgravitation, seine Masse 5,59 Erdmassen und sein Radius 1,79 der Erdmasse. Sein atmosphärischer Druck beträgt laut Artifexians Tabelle über Planetenatmosphären 1,7 atm.
Antworten
Es hängt davon ab, nach welchen Effekten Sie suchen . In Bezug auf die Atmungsaktivität würde es keine an sich geben. Das heißt, ob die Atmosphäre Helium enthält oder nicht, ist für die sauerstoffmetabolisierenden Lebensformen nicht wichtig. Tatsächlich verwenden Taucher häufig eine Helium / Sauerstoff-Mischung namens Heliox für tiefe Tauchgänge, da Stickstoff über bestimmte Drücke hinaus ein gefährliches Narkotikum ist und Helium nicht (na ja ... es ist kompliziert, aber für unsere Zwecke erweitert Helium die Tiefe, die Sie tauchen können Das heißt nicht, dass es bis zum Meeresboden 100% sicher ist. Wenn also Sauerstoff mit einem angemessenen Partialdruck vorhanden ist, sind die Lebensformen der Sauerstoffatmung in Ordnung.
Wie in den Kommentaren angegeben, ist Helium SUPER nicht reaktiv, so dass es als Gas in der Atmosphäre wahrscheinlich auch nichts schädigt.
Die eigentliche Frage ist: Was ersetzt das Helium, wenn überhaupt? Dies wirkt sich auf Ihre Atmosphäre aus. Eine besonders wichtige Metrik einer Atmosphäre ist die Skalenhöhe. Eine vereinfachende Annäherung daran ist:
$$H = \frac{kT}{mg}$$
wo $k$ ist die Boltzmann-Konstante, T ist die durchschnittliche atmosphärische Temperatur, m ist die durchschnittliche Masse eines atmosphärischen Moleküls und g ist die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft auf dem Planeten.
Die Skalenhöhe bestimmt, wie schnell Ihr atmosphärischer Druck abfällt. Eine größere Skalenhöhe bedeutet also einen langsameren Abfall.
Wenn Ihre Atmosphäre beispielsweise Stickstoff durch Helium ersetzt, ist die durchschnittliche Masse der Moleküle in der Atmosphäre geringer und Ihre Schuppenhöhe höher. Dies hat mehrere praktische Konsequenzen:
Berge sind nur aus Sicht des Luftdrucks leichter zu besteigen . Ihr größerer Planet hat wahrscheinlich kleinere Berge, aber es wäre schwieriger, sie zu besteigen, weil Sie schwerer sind
Es wäre schwieriger, die Umlaufbahn zu erreichen - wenn alles andere gleich ist, würde sich eine Atmosphäre mit einer größeren Höhe weiter über die Oberfläche des Planeten hinaus erstrecken, und daher müssten Sie höher gehen, um in die Umlaufbahn zu gelangen. Dies ist besonders schwierig für Ihren Planeten, da er auch größer und massiver als die Erde ist, sodass Sie ein großes Problem mit der Raumfahrt haben würden
Flugzeuge wären bei niedrigen Geschwindigkeiten leichter zu fliegen, bei hohen Geschwindigkeiten jedoch schwerer zu fliegen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kommt es auf die Dichte der Atmosphäre an, bei hohen Geschwindigkeiten auf den Luftwiderstand. Sie müssten höher gehen, um der Atmosphäre zu entkommen, aber bei niedrigen Geschwindigkeiten hätten Sie einen Vorteil. Dies bedeutet, dass es einfacher wäre, in der höheren Schwerkraft zu fliegen, aber schwieriger, schnell zu fliegen.
Sie müssen die meisten elektronischen Geräte neu gestalten. Kristalloszillatoren ändern die Frequenz in Gegenwart von Helium. (Wenn Sie einem Heliumleck ausgesetzt sind, wird Ihr Mobiltelefon dadurch einige Stunden lang getötet.)
Helium ist ziemlich inert, aber es dringt in alles ein .
Zum Beispiel wird Ihre Zivilisation niemals über eine funktionierende Vakuumröhrentechnologie verfügen, da das Helium eindringen wird. Das Gleiche gilt für Kathodenstrahlröhren.
Dies stellt ein ernstes Hindernis in der frühen elektronischen Arbeit dar. Ohne Vakuumröhren werden keine CRT-Displays, frühe Elektronik, Fernsehen, Radio, Radar, Röntgenerzeugung und -erkennung stark behindert. Es gibt wahrscheinlich Möglichkeiten, dies zu umgehen, aber wir haben keine Ahnung, wie uns der "einfache" Weg über Vakuumröhren zur Verfügung stand.
Dann entwickeln sie die Halbleitertechnologie. Und DAS wirkt auch unberechenbar. Je kleiner Sie die Verbindungsstellen machen, desto stärker beeinflusst das Helium sie. Resonanzkristalle ändern die Frequenz, Widerstände ändern den Widerstand. Luftspaltkondensatoren verhalten sich unregelmäßig.
https://www.phonearena.com/news/Helium-exposure-can-prevent-your-iPhone-from-working-right_id110568
Es wird keine absolut reinen Gase oder Flüssigkeiten geben. Beispiel: Wenn Sie einen versiegelten Glasbehälter mit 100.000% Sauerstoff-17 herstellen, handelt es sich einige Tage später um einen 99,95% Sauerstoff-17, der mit 0,05% Helium kontaminiert ist! Einige Jahre später entspricht die Kontamination dem Heliumgasanteil in der Atmosphäre.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed006p108
Und dann gibt es biologische Effekte: Wenn Sie eine gewöhnliche Erdkreatur in eine hohe Heliumkonzentration bringen, dringt das Helium in die Zellen ein und verursacht dort (im kleinen Maßstab) Chaos.
https://pubs.asahq.org/anesthesiology/article/112/6/1503/10306/Cellular-Effects-of-Helium-in-Different-Organs
Helium kann während der Bearbeitung auch geschmolzene und halbgeschmolzene Metalle durchdringen, was zu Mikrobläschen im Material führt. Dies ist für uns fast nie ein Problem, aber wer weiß, ob die Heliumhäufigkeit beispielsweise 5% beträgt?
Die meisten dieser nachteiligen Auswirkungen treten nur auf, weil Organismen und Geräte aus einer Nicht-Helium-Umgebung einer Umgebung mit hohem Heliumgehalt ausgesetzt sind. Es wird mit ziemlicher Sicherheit kein Problem für Ureinwohner und Geräte sein.
Es wäre schwer, auf einem solchen Planeten ein Feuer anzuzünden. Leichte Gase (He und H2) sind sehr gute Wärmeleiter. Der Unterschied macht sich bereits bei geringeren Inhalten bemerkbar.
Windchill kann je nach Szenario problematisch werden.