Physikalische Möglichkeit von Szenarien in Filmen

[Wolf4310]

Nun, wie gesagt, ich bin kein Experte und nehme in dieser Frage keinerlei Autorität in Frage, aber laut diesem Artikel ist 99% des in der Atmosphäre verfügbaren freien Sauerstoffs auf oxygene Photosynthese durch Pflanzen zurück zu führen.

Das stimmt schon, aber der Sauerstoff wird dabei nicht aus dem CO2 gelöst, sondern aus dem Wasser

[Liopleurodon]

Haben die weiter rein gewanderten dann überhaupt eine Stabile Umlaufbahn das deren Monde "genug Ruhe" für Leben hätten?

Es sind inzwischen etliche vermutete Gasplaneten bekannt, die sich innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Sterns befinden. Die Frage nach der langfristigen Stabilität solcher Umlaufbahnen müsste man mittels numerischer Simulationen beantworten, da gäbe es aktuell noch viele Betätigungsmöglichkeiten.

Die Monde solcher Planeten müssten allerdings relativ groß und massereich sein. Zur Erhaltung einer Atmosphäre wird als untere Massegrenze 12% der Erdmasse angegeben. Allerdings dürfte sich solch ein Mond oft im Strahlungsgürtel seines Planeten befinden und bräuchte somit noch deutlich mehr Masse, um über Milliarden von Jahren ein eigenes Magnetfeld aufrecht zu erhalten und somit seine Atmosphäre vor der Erosion durch eben diese Strahlung zu schützen. Auf Mars und Venus ist das Magnetfeld größtenteils verschwunden, somit müsste ein bewohnbarer Mond vermutlich schon mindestens Erdmasse aufweisen. Ob solche Monde sich bilden können, ob ihre Umlaufbahnen stabil bleiben, wenn der Gasplanet nach innen wandert und anderen Planeten nahe kommt, das sind noch weitgehend ungeklärte Fragen.

Ein guter Artikel zum Thema ist dieser hier, auch wenn es inzwischen bessere Kandidaten für solche Planeten gibt, als dort aufgeführt werden:

Habitable moons around extrasolar giant planets

Possible planetary objects have now been discovered^1–9 orbiting nine different main-sequence stars. These companion objects (some of which might actually be brown dwarfs) all have a mass at least half that of Jupiter, and are therefore unlikely to be hospitable to Earth-like life: jovian planets and brown dwarfs support neither a solid nor a liquid surface near which organisms might dwell. Here we argue that rocky moons orbiting these companions could be habitable if the planet–moon system orbits the parent star within the so-called 'habitable zone'¹⁰, where life-supporting liquid water¹¹ could be present. The companions to the stars 16 Cygni B and 47 Ursae Majoris might satisfy this criterion. Such a moon would, however, need to be large enough (>0.12 Earth masses) to retain a substantial and long-lived atmosphere, and would also need to possess a strong magnetic field in order to prevent its atmosphere from being sputtered away by the constant bombardment of energetic ions from the planet's magnetosphere.

Dazu ist eh die Frage, wie war die Atmosphäre zum Zeitpunkt der Entstehung des Lebens und was haben die ersten Lebewesen für ihren Stoffwechsel gebraucht?

Die Verwertung von Wasserstoff gilt vielen als die urtümlichste Form des Energiestoffwechsels. Gut möglich, dass die ersten Zellen Wasserstoff veratmet haben.

Soweit ich weiß, gab es eine ganze Reihe von Bakterien, die ihre Energie aus verschiedenen anaeroben Prozessen gewonnen haben. Im Zuge des auftreten des freien Sauerstoffs sind die meisten von Ihnen ausgestorben

Man weiß nicht, ob sie ausgestorben sind. Bei Bakterienfossilien sieht man nur noch die Formen der Zellen, aber die Informationen über den Stoffwechsel oder über die Zusammenhänge im Stammbaum des Lebens sind verloren gegangen.

Alternativ ist es denkbar, dass sie einfach nur abgedrängt wurden. Es gibt heute noch genügend Reliktlebensräume für archaische Organismen, selbst innerhalb des menschlichen Körpers (in diesem Fall zur Bildung von Methan). Heiße Quellen, tiefe Schlammschichten ohne Sauerstoff, der Meeresboden und die Region darunter sind reiche Fundgruben für urtümliche Zellen.

Das stimmt schon, aber der Sauerstoff wird dabei nicht aus dem CO2 gelöst, sondern aus dem Wasser

Korrekt. Der Sauerstoff der Luft stammt aus der Spaltung des Wassers. Das Kohlendioxid wird hingegen zum Aufbau von Kohlenhydraten verwendet.

[Dannyboy]

Das ist auch keine Korinthenkackerei, sondern ist schon ein bedeutendes Detail. Vor der Wasserspaltung wurde nämlich Schwefelwasserstoff fotosynthetisch genutzt. Einige Schwefelbakterien machen das noch heute.

[Spocky]

Nur noch mal zur Erklärung für diejenigen, die sich fragen, wie man das nachweisen kann, woher die Sauerstoffe kommen, da ja sowohl Sauerstoff als auch Wasser an der Reaktion beteiligt sind

6 CO2 + 6 H2O -> 6 O2 + C6H12O6

Das hat man aus Tracermethoden und auch über die Einzelschritte ermittelt.

[Comander1956]

Hallo,
noch eine kleine Ergänzung zu dem extremen Temperatursturz in " The Day After of Tomorrow" Dieser kommt in dem Film dadurch zustande, das sich im Auge eines Wirbels einTunnel bildet, der vom All bis zum Erdboden reicht . So kann die Weltraumkälte ungehindert bis in die untersten Atmosphärenschichten vordringen.

Eine andere Frage ist, ob ein solches Wetterphänomen metrologisch gesehen überhaupt vorstellbar wäre.
Gruß,
Richard

[HMS Fearless]

Das Interplanetare Plasma ist IIRC etwa 10'000 Kelvin heiss.
Welche "Weltraumkälte" ist hier gemeint? Vakuum ist nicht kalt, es hat einfach keine messbare Temperatur.

Wenn sich ein "Tunnel" vom Weltraum (wo beginnt für den Erfinder dieser haarsträubenden Geschichte überhaupt der Weltraum?) zum Boden bilden würde, hätte man eine Zone ohne Luft am Boden. Kalt ist es dort immer noch nicht. Es hat dort einfach keine messbare Temperatur. Die Luft links und rechts von dem "Tunnel" ist immer noch gleich warm wie vorher. Und sobald der "Tunnel" zusammenbricht, ist es dort wieder so warm wie es vorher war.
Kälte kann nirgendwohin vordringen. Kälte in dem Sinn gibt es nicht. Es gib nur Wärme und die (relative) Abwesenheit von Wärme. Letzteres wird umgangssprachlich als Kälte bezeichnet.
Wenn du einen "Tunnel" vom vom Weltraum zum Boden hast, verlierst du dadurch keine Wärme, da du in diesem Tunnel keine Luft hast, die als Transportmedium für Wärme dienen könnte.

Natürlich ist die Idee von diesem "Tunnel" hahnebüchern.
Ein Luftwirbel wie bei einem Wirbelsturm entsteht durch aufsteigende Luft, die in Rotation versetzt wird. Ein solches Phänomen kann sich nur in einer dichten Atmosphäre bilden.
Ein Luftwirbel, der bis in die Thermosphäre reicht? Glaub ich nicht.
Luft kann nicht einfach in den Weltraum gesogen werden. Auch nicht durch einen grossen Wirbelsturm. Die Schwerkraft hindert sie am entweichen.
Die Suppe wird ja auch nicht plötzlich aus dem Topf an die Decke der Küche gesogen, nur weil man darin rührt.


btw. Dieser "Tunnel" wäre ja senkrecht, nicht wagrecht, oder?
Müsste es dann nicht ein Schacht sein und kein Tunnel?

[Comander1956]

Hallo HMS Fearless,
danke für deine ausführliche Erklärung.
Bin zwar kein Wetter Experte, aber ich kann mir so etwas auch nicht vorstellen.
Aber trotzdem eine schöne Filmidee. Die auch spannende Momente in die Handlung bringt.
Übrigens wer sagt denn das ein Tunnel horizontal sein muss.
Gruß,
Richard

[Dannyboy]

So kann die Weltraumkälte ungehindert bis in die untersten Atmosphärenschichten vordringen.

Du verwechselst Temperatur und Wärme. Entscheidend ist in erster Linie nicht, was das Thermometer anzeigt, sondern wie schnell die Körperwärme abgeführt wird. Wenn viel Luft oder besser noch Wasser an dir vorbei strömt, geht das sehr schnell. Wenn das wegfällt, dauert es lange. Im Vakuum kommt noch Energieverlust durch Verdampfen der Körperflüssigkeit dazu.

Umgekehrt kann man sich an einem 100 °C heißem Stück trockenen Holz nicht verbrennen. Bei Wasser sähe das Ergebnis ganz anders aus.

[HMS Fearless]

Aber trotzdem eine schöne Filmidee. Die auch spannende Momente in die Handlung bringt.

Ich persönlich habe Mühe mit Filmen die so viel wissenschaftlichen Analphabetismus mitbringen. Da kann ich gleich auf eine Kreationisten-Convention gehn.

Übrigens wer sagt denn das ein Tunnel horizontal sein muss.

Bergmannsprache.
Tunnel, Stollen (Unterschied: Stollen hat nur einen Ausgang), Strecken und Querschläge sind horizontal, Schächte sind vertikal.

[Comander1956]

Dann sag ich mal "Glück auf". Die Bergmannsprache ist mir durchaus geläufig. Denn ich war schon in einem der tiefsten Schächte Deutschlands.

Wenn du es so genau nimmst bei deinem Filmkonsum, dann magst du sicher auch nicht den Film, wo wortwörtlich die" Lichtmauer" durchbrochen wird.
Gruß,
Richard

[Wolf4310]

Wenn du es so genau nimmst bei deinem Filmkonsum, dann magst du sicher auch nicht den Film, wo wortwörtlich die" Lichtmauer" durchbrochen wird.

Bei soetwas kommt es immer darauf an wie es im Film erklärt wird.
Der Warp-Antrieb bei ST ist z.B. wesentlich weiter vom "wissenschaftlichen Analphabetismus" entfernt, als der "Kältetunnel (Schacht)" bei TDAT

[Agent Scullie]

Hallo,
noch eine kleine Ergänzung zu dem extremen Temperatursturz in " The Day After of Tomorrow" Dieser kommt in dem Film dadurch zustande, das sich im Auge eines Wirbels einTunnel bildet, der vom All bis zum Erdboden reicht . So kann die Weltraumkälte ungehindert bis in die untersten Atmosphärenschichten vordringen.

Das Interplanetare Plasma ist IIRC etwa 10'000 Kelvin heiss.
Welche "Weltraumkälte" ist hier gemeint? Vakuum ist nicht kalt, es hat einfach keine messbare Temperatur.

Wenn sich ein "Tunnel" vom Weltraum (wo beginnt für den Erfinder dieser haarsträubenden Geschichte überhaupt der Weltraum?) zum Boden bilden würde, hätte man eine Zone ohne Luft am Boden. Kalt ist es dort immer noch nicht. Es hat dort einfach keine messbare Temperatur.

Um es mal wissenschaftlich korrekt zu formulieren: Im Film dringt keine "Weltraumkälte" in die unteren Atmosphärenschichten vor, sondern es wird extrem kalte Luft aus den oberen Atmosphärenschichten in die unteren Schichten hinaubgesaugt. Entsprechend bildet sich am Boden auch keine luftleere Zone (in der würden die Leute auch eher ersticken als erfrieren), sondern eine Zone mit sehr kalter Luft.

Aber selbst wenn es ein solches Wetterphänomen geben sollte, hätte es auf keinen Fall den gezeigten Effekt. Die extrem kalte Luft in der oberen Atmosphäre hat ja eine sehr geringe Dichte, d.h. die Stoffmenge (Anzahl der Moleküle) an Luft, die da hinabgesaugt wird, wäre sehr viel geringer als die Stoffmenge der am Boden vorhandenen Luft. Das wäre in etwa so, als würde man einen kleinen Eiswürfel in einen großen Bottich mit kochendem Wasser werfen - der Eiswürfel würde sich in dem kochenden Wasser auflösen und dieses nur unmerklich kühlen, auf keinen Fall aber könnte er das kochende Wasser zum Gefrieren bringen, weil die Menge an kochenden Wasser (~ Bodenluft mit normaler Temperatur) einfach viel viel größer ist als die Menge an Eis (~ kalte Luft aus der oberen Atmosphäre).

Die kalte Luft aus der oberen Atmosphäre würde sich einfach auf die Temperatur der Bodenluft aufwärmen, und die Bodenluft würde sehr geringfügig (viel zu geringfügig um spürbar zu sein) abgekühlt werden.

[Spocky]

Würde sich absinkende Luft nicht ohnehin erwärmen, oder gilt das nur nach dem Überqueren eines Gebirges?

-> Stichwort: Föhn

[Comander1956]

Hallo,
da dies nun jetzt auch noch durch "Agent Scullie" hinreichend geklärt ist, mal eine andere Frage.
Wie sieht es mit der Wahrscheinlichkeit der "Aussüßung" der Meere aus?
Tatsache ist das wirklich durch die Klimaerwärmung schon viele Gletscher geschmolzen sind.
Aber kann diese relativ geringe Menge Süßwasser den Golfstrom beeinträchtigen, oder wie im Film sogar zum erliegen bringen?

Andererseits zeigt die Historie der Erde, das ca. im Rhythmus von 30.000 Jahren eine Eiszeit unseren Planeten heimsucht.
Gruß,
Richard

[Liopleurodon]

Würde sich absinkende Luft nicht ohnehin erwärmen, oder gilt das nur nach dem Überqueren eines Gebirges?

-> Stichwort: Föhn

Die Druckerhöhung beim Absinken bewirkt eine Erwärmung, das ist richtig.

Hallo,
da dies nun jetzt auch noch durch "Agent Scullie" hinreichend geklärt ist, mal eine andere Frage.
Wie sieht es mit der Wahrscheinlichkeit der "Aussüßung" der Meere aus?
Tatsache ist das wirklich durch die Klimaerwärmung schon viele Gletscher geschmolzen sind.
Aber kann diese relativ geringe Menge Süßwasser den Golfstrom beeinträchtigen, oder wie im Film sogar zum erliegen bringen?

Der Golfstrom wird unter anderem dadurch aufrecht erhalten, dass in einem relativ eng begrenzten Gebiet des Nordatlantiks bzw. des Nordpolarmeeres das kalte, salzhaltige Wasser in die Tiefe sinkt und durch den dabei entstehenden Sog warmes Wasser nachgezogen wird. Ein stark erhöhter Schmelzwassereintrag ins Nordpolarmeer kann durchaus diesen Kreislauf zum Erliegen bringen. Das wird für möglich gehalten.