Již téměř sto let je koncept terraformingu zevrubně zkoumán jak spisovateli sci-fi, tak vědci. Podobně jako vstoupit na jinou planetu nebo cestovat k nejbližší hvězdě, myšlenka změnit neobyvatelnou planetu tak, aby byla vhodná pro lidi, je snem, který mnozí doufají, že se jednoho dne splní. V současnosti je velká část těchto nadějí a spekulací zaměřena na naši sousední planetu Mars.
Je ale skutečně možné terraformovat Mars pomocí naší současné technologie? Podle a nová studie sponzorovaná NASA dvojice vědců, kteří pracovali na mnoha misích NASA, odpověď zní ne. Jednoduše řečeno, tvrdí, že není dostatek plynu oxidu uhličitého (CO2), který by mohl být prakticky vrácen zpět do atmosféry Marsu, aby se Mars zahřál, což je zásadní krok v jakémkoli navrhovaném procesu terraformace.
Studie s názvem „ Inventář CO2k dispozici pro terraformaci Marsu “, nedávno se objevil v časopiseAstronomie přírody.Studii provedl Bruce Jakosky – profesor geologických věd a zástupce ředitele Laboratoř pro atmosférickou a kosmickou fyziku (LASP) na University of Colorado, Boulder – a Christopher S. Edwards, odborný asistent planetární vědy na Northern Arizona University a vedoucí Edwardsova výzkumná skupina .
Studie byla částečně podporována NASA prostřednictvím Atmosférická a těkavá evoluce Marsu (MAVEN) a Mars OdysseyTHEMIS (Thermal Emission Imaging System) projekty. Zatímco profesor Jakosky byl hlavním řešitelem mise MAVEN, profesor Edwards je zúčastněným vědcem Vědecká laboratoř Mars Curiosity Rover (MSL) a pracoval naMars OdysseyMise THEMIS (mimo jiné mise na Mars).
Jak jsme prozkoumali v předchozím článku, „ Jak Terraformujeme Mars? “, bylo navrženo mnoho metod, jak změnit rudou planetu na zelenou. Mnoho z těchto metod vyžaduje zahřátí povrchu, aby se rozpustily polární ledové čepičky, což by uvolnilo velké množství CO2k zahuštění atmosféry a spuštění skleníkového efektu. To by zase způsobilo další CO2aby se uvolnily z půdy a minerálů, čímž se cyklus dále posílí.
Podle mnoha návrhů by pak následovalo zavedení fotosyntetických organismů, jako jsou sinice, které by pomalu přeměňovaly atmosférický CO2na plynný kyslík a elementární uhlík. Právě tato metoda byla navržena ve studii NASA z roku 1976 s názvem „ O obyvatelnosti Marsu: Přístup k planetární ekosyntéze “. Od té doby, více studií a dokonce žákovské týmy navrhli použití sinic k terraformaci Marsu.
Po provedení své analýzy však profesoři Jakosky a Edwards dospěli k závěru, že spuštění skleníkového efektu na Marsu by nebylo tak jednoduché. V zájmu své studie se Jakosky a Edwards spoléhali na asi 20letá data nashromážděná četnými pozorováními Marsu kosmickými sondami. Jak Edwards nedávno naznačil v NASA tisková zpráva :
'Tato data poskytla podstatné nové informace o historii snadno odpařitelných (těkavých) materiálů, jako je CO2a H2O na planetě, množství těkavých látek uzavřených na a pod povrchem a ztráta plynu z atmosféry do vesmíru.
Vědci byli schopni změřit rychlost ztráty vody na Marsu měřením poměru vody a HDO ze dneška a před 4,3 miliardami let. Kredit: Kevin Gill
Aby zjistili, zda má Mars dostatek plynů pro skleníkový efekt, Jakosky a Edwards analyzovali data z NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) aMars Odysseykosmická loď k určení množství minerálů obsahujících uhlík v půdě Marsu a CO2v polárních ledovcích. Použili data z mise MAVEN NASA k určení ztráty marťanské atmosféry ve vesmíru. Jako prof. Jakosky vysvětlil :
„Oxid uhličitý (CO2) a vodní pára (H2O) jsou jediné skleníkové plyny, které se pravděpodobně vyskytují na Marsu v dostatečném množství, aby zajistily jakékoli významné skleníkové oteplování… Naše výsledky naznačují, že není dostatek CO2plyn, který se měl dostat do atmosféry, zůstal na Marsu, aby zajistil významné skleníkové oteplování; navíc většina CO2plyn není přístupný a nelze jej snadno mobilizovat. Výsledkem je, že terraformace Marsu není možná pomocí současné technologie.“
Přestože má Mars značné množství vodního ledu, předchozí analýzy ukázaly, že vodní pára by sama o sobě skleníkový efekt nedokázala udržet. V podstatě je planeta příliš studená a atmosféra příliš řídká na to, aby voda zůstala v parném nebo kapalném stavu velmi dlouho. Podle týmu to znamená, že by muselo dojít k výraznému oteplení zahrnujícím CO2za prvé.
Průměrný atmosférický tlak na Marsu je však asi 0,636 kPA, což je ekvivalent asi 0,6 % zemského tlaku vzduchu na hladině moře. Vzhledem k tomu, že Mars je také zhruba o 52 % dále od Slunce než Země (1,523 AU ve srovnání s 1 AU), vědci odhadují, že CO2tlak podobný celkovému atmosférickému tlaku na Zemi by byl nutný ke zvýšení teploty natolik, aby voda mohla existovat v kapalném stavu.
Umělcovo ztvárnění sluneční bouře zasahující Mars a odstraňující ionty z horní atmosféry planety. Poděkování: NASA/GSFC
Podle analýzy týmu by tání polárních ledovců (což je nejdostupnější zdroj oxidu uhličitého) přispělo pouze dostatečným množstvím CO2zdvojnásobit atmosférický tlak na Marsu na 1,2 % tlaku na Zemi. Dalším zdrojem jsou prachové částice v půdě Marsu, které by podle odhadů výzkumníků zajistily až 4 % potřebného tlaku. Další možné zdroje oxidu uhličitého jsou ty, které jsou uzamčeny v minerálních usazeninách a strukturách molekul vody a ledu známých jako „klatráty“.
Na základě nedávných pozorování ložisek nerostů z kosmické sondy NASA však Jakosky a Edwards odhadují, že každá z nich pravděpodobně poskytne méně než 5 % požadovaného tlaku. A co víc, přístup i k těm nejbližším nerostům na povrchu by vyžadoval značnou pásovou těžbu a přístup ke všemu CO2připojené k prachovým částicím by vyžadovalo těžbu pásu na celé planetě do hloubky asi 90 metrů (100 yardů).
Možným řešením by mohl být přístup k minerálům obsahujícím uhlík hluboko v kůře Marsu, ale hloubka těchto ložisek není v současné době známa. Navíc jejich obnova pomocí současné technologie by byla neuvěřitelně drahá a energeticky náročná, takže těžba je vysoce nepraktická. Byly však navrženy další metody, které zahrnují import sloučenin na bázi fluoru a těkavých látek, jako je amoniak.
První jmenovaný navrhl v roce 1984 James Lovelock a Michael Allaby ve své knize, Zelení Marsu . Lovelock a Allaby v ní popsali, jak by se Mars mohl zahřát dovozem chlorfluoruhlovodíků (CFC) ke spuštění globálního oteplování. I když jsou tyto sloučeniny velmi účinné při spouštění skleníkového efektu, mají krátkou životnost a musely by být zavedeny ve významných množstvích (proto je tým nezvažoval).
Kosmická loď MAVEN NASA je zobrazena na oběžné dráze kolem uměleckého ztvárnění planety Mars, která je zobrazena v přechodu z její dávné minulosti pokryté vodou do chladného, suchého a prašného světa, kterým se dnes stala. Kredit: NASA
Myšlenka dovozu těkavých látek, jako je čpavek, je ještě osvědčenějším konceptem a navrhla ji Dandridge M. Cole a Donald Cox ve své knize z roku 1964, „ Ostrovy ve vesmíru: Výzva planetoidů, průkopnická práce “. Zde Cole a Cox naznačili, jak by mohly být čpavkové ledy transportovány z vnější sluneční soustavy (ve formě ledových teroidů a komet) a poté dopadly na povrch.
Výpočty Jakoskyho a Edwardse však odhalují, že by bylo zapotřebí mnoho tisíc těchto ledových předmětů a pouhá vzdálenost spojená s jejich přepravou z toho činí nepraktické řešení s využitím dnešní technologie. V neposlední řadě tým zvažoval, jak by se dalo zabránit ztrátě atmosféry (což by bylo možné provést pomocí a magnetický štít ). To by umožnilo přirozené vytváření atmosféry v důsledku odplyňování a geologické činnosti.
Bohužel tým odhaduje, že při současné rychlosti, při které dochází k odplynění, by zdvojnásobení současné atmosféry Marsu trvalo asi 10 milionů let. Nakonec to vypadá, že jakákoliv snaha o teraformaci Marsu bude muset počkat na vývoj budoucích technologií a praktičtějších metod.
Tyto technologie by s největší pravděpodobností zahrnovaly nákladově efektivnější prostředky pro provádění misí do hlubokého vesmíru, jako je např jaderně-tepelný nebo jaderně-elektrický pohon . Zřízení stálých základen na Marsu by bylo také důležitým prvním krokem, který by se mohl věnovat zahušťování atmosféry produkcí skleníkových plynů – něco, v čem lidé již zde na Zemi velmi dobře prokázali!
Project Nomad, koncept terraformování Marsu pomocí mobilních, továrních mrakodrapů ze soutěže Skyscraper Competition v roce 2013. Kredit: evolo.com/Antonio Ares Sainz, Joaquin Rodriguez Nuñez, Konstantino Tousidonis Rial
Existuje také možnost importu metanu z vnější Sluneční soustavy, dalšího superskleníkového plynu, který je také původní na Marsu. I když tvoří pouze malé procento atmosféry, v minulosti byly v letních měsících detekovány významné vlečky. To zahrnuje „desetinásobný hrot“ zjištěnoZvědavostrover v roce 2014, který ukázal na podzemní zdroj. Pokud by se tyto zdroje daly těžit, metan by možná ani nebylo nutné dovážet.
Již nějakou dobu vědci věděli, že Mars nebyl vždy chladným, suchým a nehostinným místem, jakým je dnes. Jak dokazuje přítomnost suchých koryt řek a ložisek nerostů, které se tvoří pouze v přítomnosti kapalné vody, vědci došli k závěru, že před miliardami let byl Mars teplejším a vlhčím místem. Před 4,2 až 3,7 miliardami let však Atmosféru Marsu pomalu zbavoval sluneční vítr .
Tento objev vedl k obnovenému zájmu o kolonizovat a terraformace Marsu. A i když přeměna Rudé planety, aby byla vhodná pro lidské potřeby, nemusí být v blízké budoucnosti proveditelná, může být možné zahájit proces za pouhých několik desetiletí. Možná se to nestane za našeho života, ale to neznamená, že se sen o tom, že jednoho dne „Dvojče Země“ skutečně dostojí svému jménu, nesplní.
Další čtení: NASA