James Kasting, Departamentul de Geografie, Universitatea din Pennsylvania
O modalitate de a face o planetă locuibilă pentru oameni este de a încerca să o terraformăm, adică să reproiectăm suprafața astfel încât mediul ei să devină similar cu condițiile de locuire umane pe care le avem pe Pământ.
Cel mai apropiat vecin, Venus, nu pare să ne candidat demn pentru terraformeaza din următoarele motive: în primul rând, este dificil de a schimba atmosfera fierbinte și densă a planetei, și, pe de altă parte, pe ea a fost doar o mică parte din volumul inițial de apă.
Marte, a doua cea mai apropiată planetă de Pământ, este mai potrivit. Scriitori care lucrează în genul science fiction, coloniza Marte de oameni sau rase umanoide pentru mai mulți ani. Am crescut pe romanele lui Edgar Rice Burroughs Marte și încă mai amintesc cum John Carter sa prezentat cel mai bun luptător din cele două lumi, care deține un oțel rece, furrowing spațiu și lupta pentru inima unei prințese marțian Dejah Thoris. De asemenea, îmi place încă filmul „Total Recall“, cu Arnold Schwarzenegger, al cărui capăt este expus la peisajul marțian terraformed (aproximativ două minute) cu eliberarea de oxigen de la generatoarele turbidnyh exotice care Arnold se întoarce la viață.
Să începem cu climatul. Marte se rotește în jurul Soarelui la o distanță de 1,52 unități astronomice (a.e.); prin urmare, el primește doar 43% din lumina soarelui din cantitatea pe care Pământul o primește conform legii pătratelor inverse, care reglementează acest raport.
Pentru a se asigura că suprafața planetei Marte, la același nivel de temperatură ca și în suprafața Pământului, este necesar, fie pentru a crește cantitatea de lumină solară de intrare, de exemplu, să stabilească un set de oglinzi orbitale mari sau spori disponibile în prezent pe planeta efect de seră neglijabil.
Ideea cu oglinzi este tentantă și a fost deja sugerată în cartea sa "Marte roșu" de un alt scriitor de science fiction - Kim Stanley Robinson. Dar, dacă aranjați oglinda la aceeași distanță de 1,52 a. e. de la Soare, alături de Marte, suprafața sa ar trebui să fie mai mare decât Marte însuși pentru a menține iluminarea necesară. Instalarea unei astfel de oglinzi, dimensiunea unei planete, este o sarcină extrem de dificilă, încercările de implementare a cărora, cel mai probabil, în următorii o sută de ani sau vreodată nu vom mai continua.
Intensificarea efectului de seră pe Marte este, de asemenea, foarte problematică. Efectul de seră implică absorbția și re-emisia radiațiilor infraroșii în atmosfera planetei. Dioxidul de carbon (CO2) și vaporii de apă (H2O) sunt cele două substanțe principale care creează un efect de seră pe Pământ. Împreună, ele măresc temperatura suprafeței Pământului cu aproximativ 33 ° C și o aduce până la + 15 ° C.
Pentru comparație, efectul de seră creat în prezent în atmosfera planetei Marte, este doar un strat subțire de CO2
6 ° C, iar temperatura medie a suprafeței planetei arată -55 o C. Astfel, pentru a face suprafața lui Marte, cum ar fi cald ca suprafața pământului, trebuie să mărim disponibil pe sera planeta (aproximativ) 70 de grade.
CFC-urile, dacă vă amintiți, aceștia sunt compuși asemănători freonilor care sunt implicați în distrugerea stratului de ozon din stratosfera pământului și care sunt, de asemenea, substanțe ideale pentru formarea efectului de seră. Introducerea unui astfel de mecanism, totuși, va necesita zboruri interplanetare nenumărate și pe termen lung, deoarece CFC-urile sunt împărțite fotolitic în molecule mai mici.
Producția de CFC direct pe Marte poate fi oarecum mai practică și, cel mai probabil, va reduce costurile. Dar chiar dacă presupunem că mecanismul funcționează de fapt - și poate crea o atmosferă bogată de clor, care inhibă apoi dezvoltarea stratului de ozon, împiedicând astfel în mod eficient crearea condițiilor pentru ședere pe termen lung a oamenilor - nu este încă lumea în care aș vrea să trăiesc.
Alți autori consideră că, pentru terraformarea Marte, CO2 va fi o substanță mai potrivită care creează un efect de seră. Calculele climatice arată că temperatura medie a suprafeței planetei Marte poate fi ridicată deasupra punctului de îngheț, adăugând
3 bari de CO2. (Pentru comparație, presiunea de suprafață a Pământului este de 1.013 bari, iar presiunea de suprafață a lui Marte este de aproximativ 0.006 bari).
O altă problemă a "CO2ului cu efect de seră" este că presiunea parțială a CO2, care depășește nivelul Pământului
De 30 de ori, oprește respirația reflexă a unei persoane. Valoarea CO2 a Pământului este de aproximativ 0,3 mbar, deci limita superioară a presiunii parțiale a CO2 pentru om este
0,01 bari, iar acest lucru este prea mic pentru a oferi un efect de seră semnificativ.
Chris McKay de la NASA Ames a sugerat că există o probabilitate, în principiu, de a transforma Marte într-o planetă de plante, deoarece plantele rezistă la niveluri mult mai ridicate de CO2. Dar chiar ne dorim să mergem la astfel de cheltuieli mari pentru realizarea acestui vis? Mi se pare că legumele cultivate pe Marte ar fi extrem de costisitoare dacă ar fi vândute pe Pământ. Și terraformarea lui Marte este pur și simplu în favoarea plantelor crescânde din nou, pare inoportună.
Cum rămâne cu oxigenul (O2)? Dacă suprafața Marte este încălzită, o mulțime de gheață subterană se topește, asigurând astfel aprovizionarea cu apă a planetei, ceea ce este necesar pentru plantele în creștere. Iar plantele, la rândul lor, vor începe să excretă O2 în procesul de fotosinteză. Dar pentru a umple atmosfera de O2 nu este încă atât de simplu.
Cea mai mare parte a O2 produsă astăzi pe Pământ în procesul de fotosinteză este folosită în procesele inverse de respirație și descompunere. (Rețineți că atât plantele cât și animalele respiră, astfel încât toate organismele complexe produc energia necesară pentru a-și menține metabolismul). O2 este prezent în atmosfera Pământului ca o consecință a unei anumite scurgeri de carbon organic în sedimente, cea mai mare parte a acestuia fiind în apele superficiale ale oceanelor, pe rafturile continentale.
Nu este deloc clar că la "încălzit" Marte există locuri similare pentru apariția pe termen lung a carbonului organic. Mai mult decât atât, intervalul de timp necesar pentru formarea atmosferei O2 de tip terestru, ținând cont de standardele pământești de îndepărtare a carbonului, este de aproximativ 2 milioane de ani. Astfel, din moment ce nu suntem capabili să accelerăm în mod semnificativ producția de O2 necesară pentru ca o persoană să respire, un astfel de proces de introducere a unui astfel de mecanism ne pare a fi inimaginabil de lent.
Și care sunt ceilalți factori? De fapt, multe dintre ele merită luate în considerare. Marte este o planetă mică și nu are propriul câmp magnetic, deoarece Pământul își pierde constant atmosfera prin interacțiunea cu vântul solar.
Crearea propriului câmp magnetic este din nou o sarcină dificilă, deși probabil că puteți bloca vântul solar construind un ecran cu dimensiunea unei planete la punctul Lagrange L1. (Punctele Lagrange sunt puncte de stabilitate gravitațională neutră, L1 este între planetă și Soare). Marte, de asemenea, lipsesc tectonica plăcilor și procesele vulcanice. Pe Pamant, aceste procese utilizeaza CO2 inapoi in atmosfera la recul, dupa intemperii cu silicat si depunere de carbonat. Dacă planeta nu este activă din punct de vedere geologic, va trebui să eliminăm mecanic CO2, ceea ce din nou este un proces foarte costisitor.
Dar cea mai gravă problemă este absența azotului atmosferic pe Marte. N2 reprezintă cea mai mare parte a atmosferei Pământului, reprezentând 78% din volumul său. Pe Marte existau odată mari rezerve de N2. care a fost confirmat de studiile de izotopi de azot, dar pentru o lungă perioadă de timp, planeta a dat spațiului cea mai mare parte a lui N2 sub influența vântului solar și a altor procese de pierderi atmosferice.
Dacă vă gândiți la asta, N2 aici, pe Pământ, joacă un rol foarte important. Se descompune în organisme în azot fix, biologic, esențial, care este o componentă importantă pentru proteine și acizi nucleici. N2 acționează de asemenea ca un gaz tampon, care atenuează activitatea incendiilor. Dacă atmosfera este prea bogată O2. atunci flacăra este foarte activă, deoarece convecția aerului care răcește flacăra aduce de asemenea O2, care îl hrănește.
Adăugarea de N2 în amestec permite ca convecția să transporte căldură fără a forma energie suplimentară în acest proces. NASA a învățat această lecție după tragedia care a avut loc în 1967, când trei astronauti au fost uciși în focul de la lansarea lui Apollo 1. Inainte de aceasta perioada, NASA a folosit O2 pur in capsulele sale spatiale. deoarece presiunea scăzută permite coaja navei să fie mai moale și mai ușoare. Dar, imediat după declanșarea focului asupra Apollo 1, NASA a trecut la utilizarea aerului, asigurându-se că, datorită propriei experiențe amare, N2 este o componentă atmosferică indispensabilă.
Deci, oamenii pot trăi pe Marte, dacă este atât de greu să producă terraformarea? Din nou, ficțiunea ne dă un răspuns posibil. În filmul "Amintiți-vă toți", oamenii locuiau în orașe închise în hol înainte ca generatoarele de turbine să fie activate. Întrebarea rămâne: este posibil ca un astfel de mod de viață să fie într-adevăr rațional din punct de vedere ecologic, în primul rând datorită fluxului mare de radiații ionizante (razele cosmice galactice și solare) care lovește suprafața planetei Marte?
Pe Pământ, interacțiunea câmpului său magnetic și atmosfera relativ groasă blochează aproape complet această radiație. Persoanele care trăiesc în orașe marțiene ar putea avea nevoie să-și petreacă cea mai mare parte a timpului subteran pentru a evita supraexpunerea. Cu toate acestea, acest mod de viață pare destul de realist și poate fi folosit în expediții științifice pentru a rămâne pe Marte pentru o perioadă lungă de timp pentru a studia în detaliu suprafața sa.
De fapt, sunt sigur că oamenii vor trăi pe Marte în viitorul nu prea îndepărtat. Eu însumi, cel mai probabil, nu pot atesta acest fapt, dar nepoții mei, primul care sa născut în această vară, vor putea să trăiască până în ziua de azi. În opinia mea, obiectivul nostru principal, pe care ar trebui să ne străduim să-l realizăm, este nevoia de a lucra la crearea de colonii științifice pe suprafața planetei Marte și de a aprecia experiența și cunoștințele aduse de acolo.
Traducerea tehnică a articolului în revista ROOM
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: