Терраформирование планет является довольно распространённой концепцией в научной фантастике. Ведь для колонизации других миров людьми (которая, возможно, в какой-то момент станет для нашего вида необходимостью) нужно преобразовать их, сделать пригодными для жизни. Во всяком случае, это касается Марса, одной из ближайшей к нам планет, к тому же - по ряду показателей весьма похожей на Землю.
Уже сейчас реальные исследователи также изучают потенциальные методы растопления и высвобождения замороженных подземных вод и повышения безопасности окружающей среды на Марсе для жизни.
Многие из этих стратегий предполагают потепление за счет парниковых газов, но на планете мало ингредиентов, необходимых для производства парниковых газов.
“Некогда пригодную для жизни поверхность Марса пересекают долины сухих рек, но сегодня ледяная почва слишком холодная для земной жизни”, - сказал доктор Самане Ансари из Северо-Западного университета и его коллеги.
“Современный Марс имеет разреженную атмосферу из углекислого газа, которая обеспечивает парниковое потепление всего на 5 Кельвинов за счет поглощения в 15-микрометровом диапазоне, и Марсу, по-видимому, не хватает конденсированного или минерализованного углекислого газа для восстановления теплого климата”, - написали они.
Можно попробовать искусственные парниковые газы (например, хлорфторуглеродов), но для этого потребуется улетучивание около 100 000 мегатонн фтора, которого на поверхности Марса мало.
Альтернативный подход предлагает взять за основу естественный аэрозоль марсианской пыли. Ибо марсианская пыль почти вся в конечном итоге образуется в результате медленного измельчения богатых железом минералов на поверхности Марса.
Из-за своего небольшого размера (эффективный радиус 1,5 микрометра) такая пыль поднимается на большую высоту (высота с максимальным соотношением масс пыли, равным 15-25 км), всегда видна в марсианском небе и присутствует на высоте более 60 км.
Естественный аэрозоль из марсианской пыли снижает дневную температуру поверхности, но это связано с особенностями состава и геометрии, которые могут быть изменены в случае искусственной пыли. Например, наностержень длиной примерно в половину длины волны восходящего теплового инфракрасного излучения будет хорошо взаимодействовать с этим излучением.
В своей новой статье доктор Ансари и соавторы предлагают альтернативную стратегию согревания Марса: распыление наностержней длиной 9 микрометров, изготовленных из доступного марсианского железа и алюминия.
Стержни похожи по размеру на естественную марсианскую пыль — по сути, немного меньше блесток — и должны будут подниматься высоко в воздух при рассеивании.
Между тем, другие свойства стержней должны помочь им оседать в 10 раз медленнее, чем естественной пыли.
Исследователи оценили свое предложение, используя версию глобальной климатической модели MarsWRF и другую дополнительную модель 1D.
Их результаты показали, что эти стержни будут усиливать солнечный свет, достигающий поверхности Марса, и блокировать утечку тепла из-под земли.
Фактически, длительный выброс 30 литров наностержней в секунду может согреть Марс в глобальном масштабе более чем на 30 Кельвинов по сравнению с исходным уровнем и вызвать таяние льда.
Через несколько месяцев атмосферное давление увеличится на 20%, создавая условия для запуска прямого цикла, включающего улетучивание углекислого газа.
Примечательно, что процесс создания наностержней все равно займет столетия и окончательно не сделает Марс способным поддерживать человеческую жизнь.
“Повышения температуры на Марсе само по себе недостаточно для того, чтобы сделать поверхность планеты пригодной для жизни, связанной с фотосинтезом кислорода”, - заявили ученые.
С другой стороны, если на поверхности Марса удастся каким-то образом выращивать растения, это сможет увеличить человека в плане колонизации Солнечной системы.
Источники информации
- Samaneh Ansari et al. 2024. Feasibility of keeping Mars warm with nanoparticles. Science Advances 10 (32); doi: 10.1126/sciadv.adn4650
