Leben bei Luftdruck=0 ?

Wissenschaft Biologie
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Okay, ich weiß es selbst… letztlich hat die Frage einen ähnlichen Nährwert wie „Was passiert, wenn ich das Universum auf Stecknadelkopfgröße verkleinere?“… aber egal, mich interessiert trotzdem, was passiert oder passieren könnte.

Also:
Wir sind für’s Vakuum nicht gebaut. Und kein Astronaut soll sich ohne Raumanzug draußen erwischen lassen. Es braucht also keiner beim Urschleim anzufangen, um mir zu erklären, wie schwachsinnig so ein Unterfangen wäre.

Doch was geschieht, wenn der atmosphärische Druck um einen lebenden Organismus herum - einen Menschen - Stück für Stück (meinetwegen über Jahre hinweg) verringert wird? Angestrebt ist - es darf gelacht werden! - das Quasi-Vakuum.

Problem 1: Im Vakuum ist’s schweinekalt. Da könnte beispielsweise Wärme über Infrarot zugeführt werden.
Problem 2: Sauerstoff! Wenn der nicht da ist, wird es ungemütlich. Könnte über eine Maske zugeführt werden.
Problem 2.1: Der Gasdruck - also die Menge des zugeführten Sauerstoffs - muss selbstverständlich dramatisch reduziert werden, womit die ausreichende Versorgung generell in Frage gestellt wird. Es würde sich zeigen müssen, mit wie wenig man überleben kann.
…
…
…
Problem 748: …ach, was weiß denn ich…?

Verschiedenste Probleme gibt es also genug, schon klar. Aber was wäre für den Organismus das absolute k.o-Kriterium?
Ich stelle mir - laienhaft ausgedrückt - vor, dass sich der Innendruck (Gase und Flüssigkeiten, wobei Wasser praktisch nicht komprimiert werden kann) dem Außendruck anpassen würde. Immerhin schaffen es diverse Meeresbewohner, in Tiefen zwischen Wasseroberfläche und Hunderten (Tausenden?) Metern zu pendeln. Astronauten absolvieren ihre Spaziergänge ebenfalls mit deutlich reduziertem Druck (ca. 30%?). Wo also soll die unterste Grenze sein?

Hirngespinste?

Gruß!
Tino

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Doch was geschieht, wenn der atmosphärische Druck um einen
lebenden Organismus herum - einen Menschen - Stück für Stück
(meinetwegen über Jahre hinweg)

Wenn du ein paar Mio. Jahre meinst, könnte sich ein neuer Organismus entwickeln, der sich an die Bedingungen anpasst…vielleicht!

verringert wird? Angestrebt
ist - es darf gelacht werden! - das Quasi-Vakuum.

Aber ein komplettes Vakuum ist, glaube ich, nicht realisierbar.

Hirngespinste?

Nein, ganz und gar nicht. Wieso sollte man nicht darüber nachdenken?!

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Ach ja, wenn ich könnte, würde ich dir sogar einen Stern geben. Wenn ich könnte…bin halt erst einen Monat Mitglied…
Patrick

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Hallo!

Doch was geschieht, wenn der atmosphärische Druck um einen
lebenden Organismus herum - einen Menschen - Stück für Stück
(meinetwegen über Jahre hinweg) verringert wird? Angestrebt
ist - es darf gelacht werden! - das Quasi-Vakuum.

Problem 1: Im Vakuum ist’s schweinekalt. Da könnte
beispielsweise Wärme über Infrarot zugeführt werden.

Das Vakuum ist nicht schweinekalt. Ein richtig echtes Vakuum hat keine Temperatur. Sobald aber ein paar Gasteilchen vorhanden sind, kann man aber eine Temperatur angeben. Das Problem ist, dass wir die Temperatur nur als eine Größe des thermodynamischen Gleichgewichts kennen (als solche ist sie ursprünglich definiert). Da aber in einem sehr stark verdünnten Gas (in einem Quasi-Vakuum) Stöße mit Gasatomen sehr selten sind, kommt es praktisch nicht zum thermodynamischen Gleichgewicht.

Problem 2: Sauerstoff! Wenn der nicht da ist, wird es
ungemütlich. Könnte über eine Maske zugeführt werden.

Eine einfache Maske würde nicht reichen. Da der Gegendruck von außen fehlt, würde man den Menschen wie einen Luftballon aufblasen, was sicher sehr ungemütlich werden würde. Deswegen ist der Raumanzug eines Astronauten in erster Linie ein Druckanzug, sozusagen eine Mini-Atmosphäre. Sonst wäre es dem Astronauten gänzlich unmöglich, Atembewegungen auszuführen. Man müsste also mit einem Druck arbeiten, der in etwa dem Außendruck entspricht. Das führt zu Problem 2.1:

Problem 2.1: Der Gasdruck - also die Menge des zugeführten
Sauerstoffs - muss selbstverständlich dramatisch reduziert
werden, womit die ausreichende Versorgung generell in Frage
gestellt wird. Es würde sich zeigen müssen, mit wie wenig man
überleben kann.

Eine kritische Grenze ist sicherlich erreicht, wenn der Gasdruck unter den Dampfdruck von Wasser bei 37° fallen würde. Dann würde der Körper ziemlich rasch sein gesamtes Wasser verlieren, weil es einfach über die Atemluft entweicht. Der Mensch würde regelrecht gedörrt.

Immerhin schaffen es diverse Meeresbewohner, in Tiefen
zwischen Wasseroberfläche und Hunderten (Tausenden?) Metern zu
pendeln.

Allerdings ist ein höherer Druck für Lebewesen kein Problem, da sie im Inneren zum überwiegenden Teil aus Wasser bestehen und das ist praktisch nicht komprimierbar. Auf Deutsch: Der Innendruck steigt in den Zellen gleich wie der Außendruck. An der Biophysik ändert sich dabei nichts.

Das Problem für Taucher ist nicht das Abtauchen, sondern das Auftauchen. Tiere lösen das durch verschiedene Anpassungen. Pottwale atmen z. B. aus, bevor sie abtauchen.

Astronauten absolvieren ihre Spaziergänge ebenfalls
mit deutlich reduziertem Druck (ca. 30%?). Wo also soll die
unterste Grenze sein?

Bergsteiger sprechen von der Todeszone oberhalb 7000m. Dort beträgt der Sauerstoff-Partialdruck 40 hPa (zum Vergleich: 212 hPa auf Meereshöhe). Die Todeszone ist als der Bereich definiert, wo ein Mensch selbst durch Ruhe nicht mehr regenerieren kann. Soweit ich weiß, lässt sich diese Grenze auch durch Training nicht wirklich verschieben.

Daher vermute ich, dass es theoretisch möglich ist, einen Menschen über Jahre hinweg an einen Sauerstoffpartialdruck von ca. 40 hPa zu gewöhnen, jedoch kaum weniger. Ob das der Gesundheit seines Gehirns zuträglich ist, ist eine ganz andere Frage. Aber wenn er zu diesem Experiment bereit ist, ist da ohnhin nicht sehr viel zu verlieren … :wink:

Michael

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Hi Tino,

kleine Zugabe zu den ausführlichen Ausführungen von Michael Bauer: Einige Organismen gibt es ja, die in Umgebungen ohne äußeren Gasdruck existieren können, ohne ihre biologische Aktivität zu verlieren: Einige Bakterienarten, Sporen (von Pilzen, Algen, Farnen, Moosen) und - wenn man sie zu den Organismen rechnen will - auch Viren können das Milieu des interstellaren Raums (incl. diverse Strahlungsarten) unbeschadet überstehen.

Daraus hat Francis Crick (einer drei Aufklärer der DNA-Doppelhelix) die (von ihm ernstgemeinte) Science Fiction entwickelt, daß das „Leben“ auf diesem Wege auf die Erde gekommen sei.

Gruß

Metapher