W całym Wszechświecie jest tylko jedna planeta, która może rozgrzać złożone, inteligentne życie, a jest nią Ziemia. Chociaż odległe światy w pobliżu innych gwiazd mogą w zasadzie być podobne do Ziemi, a nawet zamieszkane, nie wiemy jeszcze na pewno. Aż do tej pory nie znaleźliśmy niczego w pobliżu naszej rodzimej planety. Ale co, jeśli poszukamy go w naszym własnym układzie słonecznym? Najbardziej prawdopodobnym kandydatem jest oczywiście Mars. Naukowcy uważają, że w przeszłości Czerwona Planeta miała wiele „ziemskich” cech. Czy mogę je odzyskać? Czy Mars może pewnego dnia znów nadać się do zamieszkania? Odpowiedzi na to pytanie udzieli Ethan Siegel z Medium.com.
Jak dotąd ludzie próbują opanować Marsa. Jest to dość trudne - gleba jest toksyczna, brakuje atmosfery, bakterie nie przeżywają. Ale jeśli planeta ulegnie terraformacji … Wtedy największym problemem pozostanie brak pola magnetycznego na Marsie, które utrzymuje atmosferę na naszej macierzystej planecie. Mamy prawo być tak pesymistyczni, jak nam się podoba, patrząc na nasze nowoczesne technologie, ale transformacja Marsa w zamieszkany świat może być całkiem możliwa. Pewnego razu.
Jeśli chcesz, aby planeta nadawała się do zamieszkania bez hermetycznego środowiska, musisz dodać gęstą atmosferę
Oczywiście sama gleba Marsa może być toksyczna, ale na Ziemi jest też dużo toksycznej gleby. Istnieje kilka kryteriów, które decydują o gościnności środowiska: kwasowość gleby, wilgotność i zdolność zatrzymywania niezbędnych pierwiastków, cząsteczek i składników odżywczych, jednocześnie nie zatruwając wszystkiego. Glebę można uprawiać lub odtwarzać za pomocą prostych manipulacji chemicznych na Ziemi i nie ma powodu, aby wątpić, że moglibyśmy zrobić coś podobnego na Marsie. To chyba najłatwiejsza część. Gdy tylko będziemy mieli mikroorganizmy, nawet niewielką część tych, które mamy na Ziemi, które mogą się rozwijać w glebie marsjańskiej, pójdziemy na ścieżkę tworzenia odpowiedniego siedliska.
Przyciemniany widok z wnętrza krateru Newtona, w którym znaleźli same strumienie ciekłej wody, które zmieniły nasze zrozumienie Marsa
Mars ma też głębszy problem: jest suchy. Nie żeby nie było na nim pary wodnej ani lodu, na pewno tak. Problem polega na tym, jak stopniowo przenosić dużą ilość wody do fazy ciekłej. Chociaż w określonych porach dnia na Marsie występują strumienie wody płynnej i słonej, przez większość czasu są one albo zamarzane, albo odparowywane do stanu gazowego. O ile wiemy, woda w stanie ciekłym jest niezbędna do życia na Ziemi, a Mars nie.
Sezonowe zamarznięte jeziora pojawiają się na całym Marsie, ukazując wodę (nie ciecz) na powierzchni
Fizyczny powód jest prosty: atmosfera Marsa jest zbyt rzadka, aby utrzymać wodę w stanie ciekłym na powierzchni. Woda w stanie ciekłym wymaga pewnego ciśnienia atmosferycznego: przynajmniej około 1% tego, co mamy na Ziemi. Na Marsie panuje tylko 0,7% ciśnienia atmosferycznego Ziemi, więc faza ciekła jest w większości niemożliwa. Wynika to częściowo z zasolenia powierzchni, a częściowo z tego, że kratery sięgają głęboko, znacznie poniżej atmosfery, a ciśnienie pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. W rzeczywistości, gdyby ludzie byli bezbronni na powierzchni Marsa, ciecz w ich ciałach wrzałaby, gdy warunki na Marsie byłyby poniżej granicy Armstronga.
Film promocyjny:
Limit Armstronga - jest to wysokość nad poziomem morza, na której ciśnienie spada do tego stopnia, że w organizmie człowieka wrze. Znajduje się na wysokości 19200 metrów nad poziomem morza
Jeśli chcesz odtworzyć glebę, stworzyć stabilne mikroskopijne życie, nadającą się do zamieszkania biosferę, oceany i inne formy wód powierzchniowych, musisz dodać więcej atmosfery. Aby uzyskać atmosferę porównywalną z ziemską, należałoby dodać około 140 razy więcej atmosfery niż obecna na Marsie: około 3500 teraton, czyli 3,5 x 1018 kg. Jest to mniej więcej masa asteroidy Astrea 5 lub wewnętrznego dużego satelity Urana, Pak, i stanowi około 70% ziemskiej atmosfery. Aby się tam dostać, musiałbyś przetransportować dużo atmosfery - głównie azotu i tlenu.
Mars, który jest mniej więcej wielkości Ganimedesa, największego księżyca Jowisza, wymagałby dodatkowej masy atmosferycznej, porównywalnej z księżycem Pak na Uranie.
Ale jest jeden problem, nawet jeśli dodasz atmosferę: Mars nie ma pola magnetycznego, które chroniłoby go przed wiatrem słonecznym. Mars do dziś traci swoją atmosferę dzięki zderzaniu się naładowanych cząstek z atmosferą i wytrącaniu różnych cząsteczek. Atmosfera Marsa składa się obecnie głównie z dwutlenku węgla, który jest cięższy od azotu i tlenu. Gdybyśmy chcieli terraformować Marsa, musielibyśmy nie tylko dodawać więcej atmosfery, wody i chemicznie obrabiać powierzchnię, ale także chronić tę dodatkową atmosferę.
Mars nie ma pola magnetycznego, które chroniłoby planetę przed wiatrem słonecznym, co oznacza utratę atmosfery, ale Ziemia nie
Może nie jest tak źle. Widzisz, jeśli chodzi o problemy fizyczne, bardzo ważne jest, aby wszystko obliczyć: zapytaj nie tylko, co się stanie, ale także z jaką prędkością. Wiatr słoneczny bez wątpienia zdmuchuje atmosferę Marsa, ale na pytanie, jak szybko wyczerpuje się atmosfera planety, misja MAVEN odpowiedziała: z prędkością około 150 gramów na sekundę. Oczywiście podczas burz słonecznych prędkość wzrasta dziesięciokrotnie. Ale jeśli weźmiesz i obliczysz, ile czasu zajmie zdmuchnięcie atmosfery stworzonej przez terraformowanie, odpowiedź brzmi: setki milionów lat, a to przynajmniej. Zamiast tworzyć bardzo silne pole magnetyczne, można po prostu dodać cząsteczki do atmosfery, aby skompensować straty.
Atmosfera ziemska z wysokości Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Może kiedyś Mars będzie taki
Oczywiście w żadnym wypadku nie powinniśmy rozważać porzucenia Ziemi na rzecz Marsa; każde terraformowanie, które przydarzy się Marsowi, będzie w taki czy inny sposób bardziej intensywne niż nasze próby ocalenia Ziemi. Bez względu na to, jak bardzo zanieczyszczamy naszą rodzinną planetę, nadal pozostaje ona najbardziej zaludnionym światem w Układzie Słonecznym.
Mars i jego subtelna atmosfera, sfotografowany przez Vikinga w latach 70. Biorąc pod uwagę wszystkie szkody, jakich doznała Ziemia w wyniku działalności człowieka, trudno sobie wyobrazić, że uzdrowienie Ziemi będzie trudniejsze niż terraformowanie całej pustynnej planety.
Jeśli uważasz, że powinieneś uważać Marsa za miejsce, do którego pójdziemy, gdy sprawimy, że Ziemia stanie się niegościnna, to jest to złe. Ziemia jest planetą numer jeden i najpierw musisz rozwiązać z nią problemy. Mars może stać się naszym domem w odległej przyszłości, ale nie możemy też zapominać o alma mater.
Ilya Khel