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地球化的第一步地磁無名20/11/24(二)23:20:40 ID:5Z.DVPC2No.212665del
從Discovery等科普頻道
要將火星等行星改造成地球相近的環境的話,就要有大氣層
而大氣層則似乎要用地磁來保護
但是科幻作品似乎都跳過了開拓期沒在這方面描寫太多
以我有限的知識只想到兩種方法,不知道哪種比較可行

其一是在天體的衛星軌道上裝設阻擋太陽風的裝置
但感覺效能成疑而且維護費會夭壽貴

其二是方法就是鑽到火星地心,安裝核子裝置將冷卻的地心重新加熱
理論上不難實行,但沒人知道實行後會發生甚麼事
這裝置要有能抵擋熔岩的外殼,否則核燃料會隨著熔岩噴出地表......
無名20/11/24(二)23:42:46 ID:CysdD3acNo.212666del
>>212665
成本太高了,應該沒人會這樣幹
反正員工和韭菜住地洞也能活
無名20/11/25(三)00:25:31 ID:mQxzOpg.No.212667del
一個問題是怎麼確保加熱行星地核後,行星磁場的強度就會增強?
金星的地核不缺乏熱量,可是行星磁場的強度非常之弱
另一個問題是怎麼誘導行星磁場的重整同步
要像地球一樣拉個月球這樣的大型衛星?
無名20/11/25(三)01:18:23 ID:AfXIl/QINo.212672del
>>212667
不知道跟行星的自轉有沒有關係
金星的自轉不僅跟地球相反,而且自轉一周需要243地球日
另外木衛一也有地質活動,但目前的資料也沒提到木衛一的磁場如何
再說衛星跟行星的規模也不同,核心與地函的運動完全不同

不管是行星還是衛星,人類還沒有能力實行這種規模的實驗
最多也只能拿距離最近的月球來玩玩

感覺目前人類能造出的磁場裝置,能為載人太空船抵擋太陽風就很厲害了
目前國際太空站是因為還在地磁的保護下,所以問題不大吧?
到哪天真的要載人到火星去,就不得不考慮這方面的事
不曉得加一層鉛保護的避難倉夠不夠用
無名20/11/25(三)01:26:57 ID:9Q9aFmq6No.212673del
>>212667
>>金星
>>磁場的強度非常之弱

可是金星的氣壓是地球的幾十倍耶

這不就表示有沒有地磁跟有沒有大氣沒有正相關嗎?
無名20/11/25(三)01:50:19 ID:MlPRe3aUNo.212674del
>>212672
>>212673
太陽風對生物的實際影響,要飛離地磁保護區的太空船來做實驗
裝著一堆不同防護層級的倉鼠,足夠供倉鼠維生的物資(包含水耕區域?),與及一個機械人來觀察倉鼠並進行各種實驗……

礙於經費與及金星表面的探測難度
金星每年噴多少氣體出來,又被太陽風吹走多少等很多因素都還是未知領域吧?
無名20/11/25(三)02:26:12 ID:xLn2xdY2No.212676del
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Big rock bad
Tin can good
無名20/11/25(三)02:39:14 ID:1Ks7ggRYNo.212677del
>>212673
只要大氣的地質活動產出和太陽風吹襲的溢散作用達成平衡的話就沒問題...
火星和金星相比就幾乎沒什麼地質作用可以產大氣,長期下來就沒氣了
不過沒有磁場,高能輻射粒子會大幅增加也是個難題
無名20/11/25(三)05:08:41 ID:Ziy3cF.gNo.212679del
>>212665

1)科普頻道一般不告訴你的是火星的大氣在它失去磁場之後的幾百萬年內漸漸流失的,而不是沒了磁場隔天大氣就沒了。

2)火星地球化中,磁場是最,最最最最最最最最容易的一環。在L1放能夠製造大型磁場(其實強度也不需要多高,幾個特斯拉就可以)太空站就能夠搞定

3)與之相比,要地球化火星首先你必須要有足夠的大氣和水,兩者都必須從其他地方運送過來(火星本身的水含量遠遠不夠)。那是至少幾千兆噸的氮和氫,如果我們一天派一千艘百萬噸的大型運輸船從泰坦運送這兩種元素過去,也需要一兩萬年才能夠搞定

4)另外一個需要一兩萬年搞定的東西是氧。氧氣可以直接從石頭(氧化矽)中獲得所以不需要運輸,但是從岩石中提煉足夠的氧需要巨量的能量(幾十萬倍於目前人類文明的能量需求)

5)將行星核心加熱才是最困難的事情,這可不是幾十幾百『億』顆百萬噸當量核彈可以搞定的事。行星這種東西是很大的


>>212673

因為太陽風和大氣的關係並不是那麼簡單
簡單的說,太陽風能夠移除行星大氣是因為被太陽風的高能粒子擊中的大氣分子/原子獲得足夠的動能逃離行星引力

因為火星的引力較小它的軌道逃離速度也比較低,所以火星大氣可以被太陽風剝離,幾乎只剩二氧化碳(大氣中最重的分子)

金星的大氣中則基本上不含水分,因為水分子被太陽風打散成為氫和氧,而氫氣因為極輕可以輕易的脫離金星的引力圈。但是氧氣等其他的氣體分子則不會

順帶一提,地球一年因為太陽風而失去三十萬噸左右的氫,所以並不是有了磁場就沒事了。雖然這個流逝的速度小到可以忽略不計
無名20/11/25(三)11:22:53 ID:zyoQuvxYNo.212685del
>>212679
火星加水的話能不能到小行星帶抓幾個丟到火星?
近而且可以為火星加温
無名20/11/25(三)13:02:33 ID:AfXIl/QINo.212691del
整個小行星帶的所有物質的質量總合只有火星的200分之一
所以小行星帶能找到的冰大概只夠火星都市使用,用作地球化感覺完全不夠用

把表面布滿冰的木衛二整顆丟到火星上,才比較有效率
方法大概是借助木星本身的重力加速使木衛二脫離軌道朝火星飛去
但是火星質量:6.418 5×10^23 kg,而木衛二質量:4.799844×10^22 kg
兩個質量這麼大的天體相撞對軌道、自轉等方面會產生多大的影響呢?
維基火星條目就提到有推論指:
約45億年前遭冥王星大小天體撞擊,之後形成火衛一和火衛二與及北極盆地
(冥王星質量約:1.303×10^22 kg)
即使這樣做,要讓火星表面七成布滿水感覺還遠遠不夠
古柏帶冰比較多但是太遠,從土星環收集好像還比較快

其實比起水,要不要將火星的質量提升到跟地球類似,更是難題
畢竟火星質量只有地球的約十份一,重力只有約三分一
如果把木星所有衛星丟進火星的話,總計質量才達到地球的約六份一
恐怕還要將附近行星的衛星全部運過來、說不定還要用上冥王星等矮行星
無名20/11/25(三)13:19:28 ID:Ziy3cF.gNo.212692del
>>212685

小行星帶的總物質量小於月球,而且含水量並不高。要直接送水的話不是從歐羅巴(木衛二)送去就是要從古柏帶(遠的多不過距離不是問題)找彗星

目前的研究顯示火星有2100萬立方公里的冰

或者說,2100 x 0.92 × 10000 × 1000^3= 2 x 10^16 ~= 20000兆噸的水

相當於南極大陸的冰層總量,差不多是1%的地球海洋

而歷史上火星應該有6-27%地球海洋總量的水

加設我們要將火星的水量增加為比如說歷史低估--6%的地球海洋總量好了,我們需要再加入~100000兆噸的水 (10 ^ 17噸)

哈雷彗星的質量為 2.2 x 10^11噸,彗星這種東西絕大部分是冰組成的,所以我們算它含有有 2 x 10^11噸的水好了

也就是說,如果砸彗星的話,我們會需要砸五十萬顆彗星。這在太陽系剛形成,塵埃碎石冰塊到處亂飛的時候很容易,現在的話古柏帶都不夠,得去歐特雲(將近一光年外)找

或者我們可以直接運送氫,氫的質量只有氧的1/16分之一,水分子中氫的質量只佔了11%,而水分子需要的氧如前所說可以就地取材從岩石中分化出來,並不需要搬運

只運送氫的話,我們只需要運送11000兆噸

當然,如果運氣好我們繼續在火星的地底發現大量的冰的話,也許最終的需求會小上不少。問題是水解決以後還有氮呢,這個元素火星也缺,要讓火星的大氣擁有相當於地球的氣壓的話,沒有個兩三千兆噸的氮是辦不到的
無名20/11/25(三)13:23:06 ID:AfXIl/QINo.212693del
又想了一下,火星地心還是要加熱的
有推論指火星地心冷卻的時候
部分海洋下滲流到了火星的地底凝結成冰

其實地球的海洋應該也有一定數量的水隨著俯衝帶進到地函
就是因為有地質活動,地幔中的水氣才能噴出來
無名20/11/25(三)14:18:02 ID:Ziy3cF.gNo.212695del
>>212693

將一個容積超過五十億立方公里的金屬和岩石加熱到融化,就為了能在地質時間(aka一百萬年為單位記)內讓幾百萬立方公里的水循環?

這是用50萬噸貨輪全球運送一打可樂的概念吧

不如直接把火星地表三公里(~4.5億立方公里的岩層)全部挖開來,鋪一層防水層再把土石倒回去,消耗的能量怕還是沒有加熱地核到融化的千分之一

當然實際上完全沒必要,水流失的沒那麼快,如果有流失再送到火星就好,太陽系第一不缺的東西就是氫,第三還是第四不缺的就是氧
無名20/11/25(三)16:09:25 ID:MlPRe3aUNo.212698del
>>212691 #
>>如果把木星所有衛星丟進火星的話
先不論這些撞擊對軌道的影響,如果經過那麼多次衛星規模的撞擊,又能黏回一團的話
地表是不是會變得跟金星差不多,甚至到處是岩漿海?
這樣撞完以後恐怕也要調整火星的自轉公轉
那麼是不是改造金星比較容易?

雖然說人類想改變金星的自轉就好像細菌想使西瓜加速轉動一樣
但如果金星的自轉不是被太陽潮汐鎖定的話大概還是有方法吧?
不改變金星自轉,金星的白天長達一百多天,光是日照就使氣候不可能跟地球相近
無名20/11/25(三)16:25:32 ID:Ziy3cF.gNo.212699del
>>212698

不需要改變金星的自轉。在L1放置遮陽鏡群,然後在南北極24小時軌道上放置折射鏡群

https://www.orionsarm.com/fm_store/TerraformingVenusQuickly.pdf

fig 7. p164.
無名20/11/25(三)17:04:31 ID:UhRcuP1ANo.212702del
>>212699
無論是引導隕石撞擊或是地下核彈之類的
想辦法讓火星表層產生劇烈的地質活動
應該可以維持個一段時間的大氣釋出量吧
總之在短期內達成一時的極端氣候狀態有可能嗎
長期還是會回歸原先的平衡只是那是幾萬年後的事情之類的
無名20/11/25(三)23:42:57 ID:mQxzOpg.No.212712del
>>212698
乾脆把水星送去當金星的衛星算了
要調整金星自轉速度的話水星質量絕對夠大
還可以透過潮汐作用重新帶動金星外層液態地核的整體流動
據說地球磁場有相當部分是外層液態地核流動提供的?
無名20/11/26(四)00:34:06 ID:F5F0gxp2No.212713del
>>212702
火星的氮(80%的地球大氣成分)含量極少,沒有的東西你再炸也還是沒有的

唯一能夠『炸』出來的就是冰->水,問題是你需要的核彈遠遠超過地球的鈾礦所能夠提供

2100萬立方公里的冰 = 2100 * 10000 * 1000^3 * 1000 * 0.92 ~= 2 × 10^19公斤的水
一公斤的冰的融化熱需求是每公斤334000焦耳,所以你需要6.7 * 10^24焦耳的熱能才能融化火星所有的冰

一噸的TNT能夠釋放4.184 * 10^9焦耳的能量,所以你需要1600兆噸,或者說一千零六億顆小男孩(廣島核彈),或者十六億顆百萬噸核彈才能夠融化掉所有的冰

當然這是假設100%效率,實際上的效率可能不到10-15%,所以這個數字可能要再乘以10倍

砸彗星(既然要砸不如直接砸冰,別砸石頭)其實反而是花費小得多的方法。但是彗星/隕石的熱轉換效率更低(核彈可以挖洞到冰層再炸,隕石則是需要耗費動能把表土先砸掉才能達到冰層)。而如前所述,如果你希望火星有足夠生命使用的海洋的話,沒有砸個幾十萬顆哈雷大小的彗星下去也是沒有用的(當然還是比爆核彈好,爆核彈最多只能融化已有的冰而無法帶來額外的水)

再強調一次,行星是很大的東西,地球化這種東西除非你是K1.5+文明,否則沒有個幾萬年是完成不了的
無名20/11/26(四)01:16:16 ID:eUfW/Xx2No.212715del
>>212713
核裂變搞不定的,還有氫彈可用啊!
但是也不知道幾萬倍沙皇的爆炸,會對行星造成哪種程度的影響
不過比較理想的是能攻克常溫核融合,那樣加熱作業感覺會比較溫和

另外假如木衛二與火星相撞,那個過程會是怎樣使我感到十分好奇
木星逃逸速度是59.5 km/s,火星公轉軌道速度為24.13km/s
估計不是迎頭相撞,而是從後方追上去對軌道及自轉的影響會比較小
兩者靠近以後,會一起向共同質心互繞,並越來越近達致接觸?
接觸後兩顆粉碎,最後才由於引力的關係在合成一團?

我完全是物理外行啦!這個是不是用牛頓力學等級的數學就能描述的呢?
無名20/11/26(四)01:42:56 ID:Q8a5CHq.No.212716del
>>212715
幾萬倍連支那都無法徹底炸掉了.....
對行星影響太小了
不知道有沒有人玩行星模擬器
核彈基本是最弱的 月球撞下去都不知道比氫彈強幾億倍
無名20/11/26(四)01:54:11 ID:F5F0gxp2No.212717del
>>212715

沙皇當量5000萬噸,所以你依然需要16億除以50=3200萬顆沙皇才能融化火星已有的冰

與其期待核彈,不如使用折射鏡反射陽光到地表。在無重力狀態之下折射鏡的厚度可以和鋁箔紙差不多,純粹靠光壓支撐結構。一立方公里的材料可以製造出1000 * 1000/0.016[鋁箔紙厚度] 6250萬平方公里面積的折射鏡。只需要兩三個立方公里的材料就可以將火星接收的陽光總量加倍達到地球的程度。將反射鏡面積再加倍全方位包圍火星(不讓它有夜晚)那麼可以在幾十年內讓所有的冰融化

用幾個立方公里的材料造鏡子比幾十億顆核彈或者幾十萬顆隕石要現實得多
無名20/11/26(四)16:24:06 ID:fljI3q9ENo.212722del
原本想寫說"公民,石頭不是免費的"
但是那個解法更不可能達成w
無名20/11/28(六)15:02:06 ID:Phkov4JoNo.212792del
>>212695
將火星環境改造到勉強能住人,跟將火星改造成跟地球87%相似
目標根本天差地遠吧?

話題回到科幻作品,伊謝爾倫要塞直徑60km, 死星直徑120 km
搬得動半徑約1560.8km的木衛二,能將那種質量的天體當做彈珠來玩
這種程度的文明能應該早就能建立銀河帝國了
對比之下將火星改造成跟地球87%相似的投資回報率有夠低
無名20/11/29(日)10:45:51 ID:kXCHxLrENo.212822del
>>212792

是的,搞地球化真的是超級浪費資源
特別是火星這種拉不住大氣的

至於人造天體的可用面積這個柳田理科雄吐槽過了
死星2原設計直徑200公里,如果3公尺一層樓就有66667樓
中心位置一層樓板面積就有31400平方公里快要有台灣大
地球表面積也才約五億一千萬平方公里
大約2萬層還在中央的部分總樓板面積就超越地球表面積了
這些人造天體的塞人潛力經常都被低估很多
P社群星裡環世界只給4個25格居住區根本低估到底
那可是個有1AU半徑的環啊
無名20/11/29(日)11:01:33 ID:D06qrM3QNo.212823del
>>212822
給幾百格你會操控到累死
無名20/11/29(日)13:13:43 ID:vXuKydmoNo.212828del
>>212822
遊戲平衡(遊戲性/到後期多數心的電腦不會跑不動)
好像某些運輸模擬遊戲 是不是就要吐槽雙層巴士只可以坐廿來卅人
無名20/11/29(日)14:45:22 ID:4gGWU1o2No.212831del
>>212823
問題只有失業人口控管吧
不過官方好像終於要處理這垃圾了


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