Koncept teraformiranja že skoraj stoletje obširno raziskujejo tako pisci znanstvene fantastike kot znanstveniki. Podobno kot če bi stopili na drug planet ali potovali do najbližje zvezde, so zamisel o spremembi nenaseljenega planeta, da bi bil primeren za ljudi, sanje, ki si jih mnogi upajo, da se bodo nekoč uresničile. Trenutno je velik del tega upanja in špekulacij usmerjen na naš sosednji planet, Mars.
Toda ali je dejansko mogoče teraformirati Mars z uporabo naše trenutne tehnologije? Po mnenju a nova študija, ki jo sponzorira NASA par znanstvenikov, ki so delali na številnih misijah Nase, je odgovor ne. Preprosto povedano, trdijo, da ni dovolj plina ogljikovega dioksida (CO2), ki bi ga lahko praktično vrnili v Marsovo atmosfero, da bi segreli Mars, kar je ključni korak v vsakem predlaganem procesu terraformiranja.
Študija z naslovom ' Popis CO2na voljo za teraformiranje Marsa «, se je pred kratkim pojavilo v revijiAstronomija narave.Študijo je izvedel Bruce Jakosky – profesor geoloških znanosti in izredni direktor Laboratorij za fiziko atmosfere in vesolja (LASP) na Univerzi v Koloradu, Boulder – in Christopher S. Edwards, docent za planetarne znanosti na Univerzi Northern Arizona in vodja Raziskovalna skupina Edwards .
Študijo je delno podprla NASA prek Atmosferska in hlapna evolucija MarsaN (MAVEN) in Mars OdisejaTHEMIS (Thermal Emission Imaging System). Medtem ko je bil profesor Jakosky glavni raziskovalec na misiji MAVEN, je profesor Edwards sodelujoči znanstvenik na Mars Science Laboratory Curiosity Rover (MSL) in delal naMars Odisejamisija THEMIS (med drugimi misijami na Mars).
Kot smo raziskali v prejšnjem članku, ' Kako Terraformiramo Mars? «, je bilo predlaganih veliko metod za obarvanje rdečega planeta v zeleno. Številne od teh metod zahtevajo segrevanje površine, da se stopijo polarni ledeni pokrovi, kar bi sprostilo veliko količino CO.2zgostiti ozračje in sprožiti učinek tople grede. To bi posledično povzročilo dodaten CO2da se sprosti iz zemlje in mineralov, kar dodatno okrepi cikel.
Po številnih predlogih bi temu sledil vnos fotosintetskih organizmov, kot so cianobakterije, ki bi počasi pretvarjale atmosferski CO2v plin kisik in elementarni ogljik. Prav ta metoda je bila predlagana v Nasini študiji iz leta 1976 z naslovom ' O bivalnosti Marsa: pristop k planetarni ekosintezi “. Od takrat, več študij in celo študentske ekipe predlagali uporabo cianobakterij za teraformiranje Marsa.
Vendar sta profesorja Jakosky in Edwards po izvedbi analize ugotovila, da sprožitev učinka tople grede na Marsu ne bi bila tako preprosta kot vse to. Za svojo študijo sta se Jakosky in Edwards opirala na približno 20-letne podatke, zbrane z več opazovanji Marsa iz vesoljskih plovil. Kot je Edwards navedel v nedavni NASA izjava za javnost :
'Ti podatki so zagotovili veliko novih informacij o zgodovini lahko uparjenih (hlapnih) materialov, kot je CO2in H2O na planetu, obilica hlapnih snovi, zaprtih na površini in pod njo, in izguba plina iz ozračja v vesolje.
Znanstveniki so lahko izmerili stopnjo izgube vode na Marsu z merjenjem razmerja med vodo in HDO od danes in pred 4,3 milijarde let. Zasluge: Kevin Gill
Da bi ugotovili, ali ima Mars dovolj plinov za učinek tople grede, sta Jakosky in Edwards analizirala podatke Nasinega Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) inMars Odisejavesoljsko plovilo za določitev številčnosti mineralov, ki vsebujejo ogljik, v marsovski zemlji in CO2v polarnih ledenih kapah. Uporabili so podatke iz NASA-ine misije MAVEN, da bi ugotovili izgubo Marsove atmosfere v vesolju. Kot pravi prof. Jakosky pojasnil :
'Ogljikov dioksid (CO2) in vodno paro (H2O) so edini toplogredni plini, ki so verjetno prisotni na Marsu v zadostni izobilju, da zagotovijo kakršno koli znatno segrevanje toplogrednih plinov ... Naši rezultati kažejo, da ni dovolj CO2ostanejo na Marsu, da bi zagotovili znatno segrevanje toplogrednih plinov, če bi plin spuščali v ozračje; poleg tega večina CO2plin ni dostopen in ga ni bilo mogoče zlahka mobilizirati. Posledično teraformiranje Marsa z uporabo današnje tehnologije ni mogoče.'
Čeprav ima Mars velike količine vodnega ledu, so prejšnje analize pokazale, da vodna para sama po sebi ne bi mogla vzdrževati učinka tople grede. V bistvu je planet premražen in ozračje pretanko, da bi voda zelo dolgo ostala v parnem ali tekočem stanju. Po mnenju ekipe to pomeni, da bi bilo potrebno znatno segrevanje, ki bi vključevalo CO2najprej.
Vendar pa je atmosferski tlak na Marsu v povprečju približno 0,636 kPA, kar je enakovredno približno 0,6 % zemeljskega zračnega tlaka na morski gladini. Ker je Mars tudi približno 52 % bolj oddaljen od Sonca kot Zemlja (1,523 AU v primerjavi z 1 AU), raziskovalci ocenjujejo, da bo CO2tlak, podoben zemeljskemu celotnemu atmosferskemu tlaku, bi bil potreben za dvig temperature dovolj, da bi voda lahko obstajala v tekočem stanju.
Umetnikova upodobitev sončne nevihte, ki zadene Mars in odstrani ione iz zgornje atmosfere planeta. Zasluge: NASA/GSFC
Glede na analizo ekipe bi taljenje polarnih ledenih pokrovov (ki je najbolj dostopen vir ogljikovega dioksida) prispevalo le dovolj CO2podvojiti marsov atmosferski tlak na 1,2 % zemeljskega. Drug vir so prašni delci v marsovski zemlji, za katere raziskovalci ocenjujejo, da bi zagotovili do 4 % potrebnega tlaka. Drugi možni viri ogljikovega dioksida so tisti, ki so zaklenjeni v mineralnih nahajališčih in strukturah molekul vode-led, znanih kot 'klatrati'.
Vendar pa Jakosky in Edwards z uporabo nedavnih opazovanj mineralnih nahajališč iz vesoljskega plovila NASA ocenjujeta, da bi ti verjetno prinesli manj kot 5 % zahtevanega tlaka. Še več, dostop celo do najbližjih mineralov na površje bi zahteval znatno rudarjenje s trakovi in dostop do vseh CO2pritrjena na prašne delce bi zahtevala izkopavanje celotnega planeta do globine približno 90 metrov (100 jardov).
Dostop do mineralov, ki vsebujejo ogljik, globoko v marsovski skorji bi lahko bil možna rešitev, vendar globina teh nahajališč trenutno ni znana. Poleg tega bi bilo njihovo pridobivanje s trenutno tehnologijo neverjetno drago in energetsko intenzivno, zaradi česar bi bilo pridobivanje zelo nepraktično. Vendar pa so bile predlagane druge metode, ki vključujejo uvoz spojin na osnovi moka in hlapnih snovi, kot je amoniak.
Prvega sta leta 1984 predlagala James Lovelock in Michael Allaby v svoji knjigi, Ozelenitev Marsa . V njem sta Lovelock in Allaby opisala, kako bi lahko Mars segreli z uvozom klorofluoroogljikovodikov (CFC), da bi sprožili globalno segrevanje. Čeprav so te spojine zelo učinkovite pri sprožanju učinka tople grede, so kratkotrajne in bi jih bilo treba uvesti v znatnih količinah (zato jih ekipa ni upoštevala).
NASINO vesoljsko plovilo MAVEN je upodobljeno v orbiti okoli umetniške upodobitve planeta Mars, ki je prikazan na prehodu iz svoje starodavne, z vodo pokrite preteklosti, v hladen, suh, prašen svet, kot je postal danes. Zasluge: NASA
Ideja o uvozu hlapnih snovi, kot je amoniak, je še bolj preverjen koncept, predlagala pa sta jo Dandridge M. Cole in Donald Cox v svoji knjigi iz leta 1964, ' Otoki v vesolju: izziv planetoidov, pionirsko delo “. Tu sta Cole in Cox nakazala, kako bi se amoniak lahko prenašal iz zunanjega Osončja (v obliki ledeteroidov in kometov) in nato udaril na površje.
Vendar pa izračuni Jakoskyja in Edwardsa razkrivajo, da bi bilo potrebnih na tisoče teh ledenih predmetov, zaradi velike razdalje pri njihovem prevozu pa je to nepraktična rešitev z uporabo današnje tehnologije. Nenazadnje je ekipa razmišljala, kako bi lahko preprečili izgubo atmosfere (kar bi lahko storili z uporabo magnetni ščit ). To bi omogočilo naravno nastajanje ozračja zaradi odvajanja plinov in geološke dejavnosti.
Na žalost ekipa ocenjuje, da bi pri trenutni hitrosti, s katero se pojavi odplinjevanje, trajalo približno 10 milijonov let, da bi podvojili trenutno Marsovo atmosfero. Na koncu se zdi, da bodo morali vsi napori za teraformiranje Marsa počakati na razvoj prihodnjih tehnologij in bolj praktičnih metod.
Te tehnologije bi najverjetneje vključevale stroškovno učinkovitejša sredstva za izvajanje misij v globokem vesolju, npr jedrsko-termični ali jedrsko-električni pogon . Pomemben prvi korak bi bila tudi vzpostavitev stalnih postojank na Marsu, ki bi se lahko posvetil zgoščevanju atmosfere s proizvodnjo toplogrednih plinov – v čemer so se ljudje že izkazali za zelo dobri tukaj na Zemlji!
Projekt Nomad, koncept za teraformiranje Marsa z uporabo mobilnih, tovarniških nebotičnikov iz tekmovanja Skyscraper Competition 2013. Zasluge: evolo.com/Antonio Ares Sainz, Joaquin Rodriguez Nuñez, Konstantino Tousidonis Rial
Obstaja tudi možnost uvoza plina metana iz zunanjega sončnega sistema, še enega super toplogrednega plina, ki je prav tako avtohton na Marsu. Čeprav predstavlja le majhen odstotek atmosfere, so bili v preteklosti v poletnih mesecih zaznani znatni oblaki. To vključuje 'desetkratni kos' zaznalradovednostrover leta 2014, ki je kazala na podzemni vir. Če bi te vire lahko izkopavali, plina metana morda niti ne bo treba uvažati.
Znanstveniki že nekaj časa vedo, da Mars ni bil vedno hladen, suh in negostoljuben kraj, kot je danes. Kot dokazuje prisotnost suhih strug in mineralnih usedlin, ki nastanejo le v prisotnosti tekoče vode, so znanstveniki ugotovili, da je bil Mars pred milijardami let toplejši in vlažnejši kraj. Vendar pa je pred 4,2 in 3,7 milijarde let Sončev veter je počasi odstranil Marsovo atmosfero .
To odkritje je pripeljalo do ponovnega zanimanja za koloniziranje in teraformiranje Marsa. In čeprav preoblikovanje Rdečega planeta, da bi bil primeren za človeške potrebe, v bližnji prihodnosti morda ne bo izvedljivo, bo morda mogoče začeti proces v samo nekaj desetletjih. Morda se to ne zgodi v našem življenju, vendar to ne pomeni, da se sanje o tem, da bi 'Earth's Twin' enodnevno uresničil svoje ime, ne bodo uresničile.
Nadaljnje branje: NASA