Возможно ли терраформирование Марса с помощью современных технологий?
Марс когда-то был земным миром.
Когда жизнь зародилась на нашей водной планете примерно 3, 5–4 миллиарда лет назад, Марс также был домом для озер с жидкой водой и, возможно, текущих рек . В сочетании с плотной атмосферой, магнитным полем для защиты от радиации и множеством органических молекул Марс имел благоприятные условия для формирования и поддержания жизни в том виде , в каком мы ее знаем.
Однако Марс, вероятно, оставался обитаемым недолго. Красная планета потеряла свое магнитное поле где-то между 3 и 4 миллиардами лет назад, что позволило солнечному ветру - непрерывному потоку энергичных частиц, исходящих от Солнца - ударить и оторвать большую часть атмосферы планеты и поверхностных вод, превратив Марс в холодную пустыню, которую мы видим сегодня.
Можем ли мы обратить вспять природу и снова терраформировать Марс в пригодную для жизни планету? Вот что для этого нужно.
Прогрев Красной планеты
Атмосфера Марса слишком тонкая и холодная, чтобы поддерживать на поверхности жидкую воду. При атмосферном давлении всего 0, 6% от земного, любая поверхностная вода быстро испарится или замерзнет, как это было на спускаемом аппарате НАСА Phoenix в 2008 году .
Есть несколько различных мнений о том, как - мы могли бы нагреть атмосферу Марса и сделать ее более благоприятной для жизни. Илон Маск предположил, например, что мы могли бы терраформировать Марс, взрывая ядерные бомбы над его полярными шапками . Он говорит, что радиация не будет проблемой, поскольку взрыв произойдет в космосе над полюсами, но выделение тепла приведет к испарению замороженного углекислого газа, чтобы тепличный воздух нагрел планету и растопил водяной лед.
Ядерная бомба на Марсе поднимает множество научных, этических и юридических вопросов. С научной точки зрения исследователи подсчитали, что образовавшийся в результате талый водяной лед может легко покрыть планету на глубину нескольких десятков метров, но, вероятно, это не продлится долго. Углекислый газ, добавленный в атмосферу Марса в результате испарения полярных шапок, только удвоит давление , что не даст от давления, такого же как на Земле, чтобы поддерживать поверхностную жидкую воду и атмосферный водяной пар.
Ученные подсчитали, что если добыть углекислый газ со всей поверхности Марса, то это составит 14-16% Земной плотности и повысит температуру на 10 градусов по Цельсию, что все равно не достаточно для поддержания жидкой воды или пара в атмосфере
Чтобы представить все это в перспективе: нам потребуется больше углекислого газа для значимого разогрева Марса, чем люди выпустили за всю нашу историю на Земле. Таким образом, терраформирование Марса - непростая задача, которая кажется невозможной с использованием современных технологий.
С будущими технологическими достижениями мы, возможно, сможем добывать минералы глубоко в коре Марса, которые могут содержать значительно больше углекислого газа и воды . Но размеры этих погребенных отложений в настоящее время неизвестны и не подтверждаются спутниковыми данными. Мы также могли бы, распространить искусственно удерживающие тепло газы, которые превосходят углекислый газ, например хлорфторуглероды. Однако эти газы недолговечны, поэтому процесс необходимо будет повторить в больших масштабах, чтобы Марс оставался теплым.
Другая идея - импортировать газы, перенаправляя кометы и астероиды на Марс. Однако это не совсем практично, так как потребовалось бы очень большое количество ресурсов, чтобы добиться каких-либо значимых изменений.
Дыхание на Марсе
Еще одна проблема - сделать атмосферу Марса пригодной для дыхания, превращение углекислого газа из атмосферы Марса в кислород. Сделать это для всей планеты может оказаться невозможным. Вот почему некоторые исследователи предлагают обратиться к формам жизни, которые уже изменили атмосферу Земли.
На Земле цианобактерии были ответственны за образование кислорода посредством фотосинтеза нашей атмосферы из метана, аммиака и других газов около 2,5 миллиардов лет назад в сегодняшнюю. Поскольку Марс получает меньше половины солнечного света, чем Земля, и имеет глобальную проблему, которая ухудшает видимость, исследователи предложили ввести на Марс особые микроорганизмы, которые фотосентезируют при слабом освещении, чтобы создать пригодный для дыхания воздух для людей. В сочетании с другими организмами, на Марсе, может быть создан весь жизненный цикл с благоприятной смесью газов.
На Международной космической станции исследователи регулярно проверяют способность микроорганизмов противостоять средам, отличным от Земли. В одном из таких испытаний некоторые микроорганизмы выжили в контейнере с марсианскими условиями в течение 533 дней, включая некоторые лишайники, несмотря на то, что они были более сложными формами жизни.
Главная проблема созданного микроорганизмами дышащего Марса - это время. В 1976 году НАСА провело технико-экономическое обоснование в котором сделан вывод, что даже экстремофильным организмам, специально адаптированным к марсианской среде, потребуется не менее нескольких тысяч лет, чтобы создать на Красной планете пригодную для жизни атмосферу.
Исправление ахиллесовой пятки
Даже если нам каким-то образом удастся ввести достаточное количество углекислого газа и кислорода в атмосферу Марса - и поддерживать жидкую воду на поверхности - результирующие земные условия, вероятно, будут недолговечными.
Миссия НАСА MAVEN показала, что Марс теряет свою атмосферу даже сегодня. Отсутствие на планете защитного магнитного поля означает, что солнечный ветер будет продолжать очищать ее атмосферу и воду, возвращая наши изменения к Марсу или постоянно ухудшая их.
Если мы остановим или ограничим потерю Марса в атмосфере, мы могли бы гипотетически применить ряд методов потепления. В течение следующих сотен лет мы могли бы восстановить до 1/7 того количества жидкой воды, которое когда-то было на Марсе в океанах.
Даже тогда, поскольку на Марс приходится 38% гравитации Земли, он может удерживать атмосферу только около 0,38 бар. Другими словами, даже терраформированный Марс был бы очень холодным по земным стандартам, а его воздух был бы таким же тонким и холодным, как Гималаи.
Короче говоря, кажется невероятным, что мы могли бы превратить Марс в планету, более похожую на Землю. Между тем, рассчитанная на несколько десятилетий программа НАСА по Марсу стремится понять, насколько планета была пригодна для жизни в прошлом или может быть в настоящем. Ближайшие исследователи Марса, вероятно, будут жить в закрытых объектах на поверхности или под землей , построенных из материалов с Красной планеты. А пока потенциальным терраформаторам придется смиренно оттачивать свои идеи о том, как превратить Марс в открытый мир.