Автори наукової фантастики довгий час вважали тераформування, процес створення земного або населеного середовища на іншій планеті, можливим. Самі вчені запропонували тераформування, щоб забезпечити довгострокову колонізацію Марса.
Підставою, загальною для обох груп, є викид газоподібного діоксиду вуглецю, захопленого на поверхні Марса, для згущення атмосфери і дії його в якості «ковдри» для нагріву планети.
Проте Марс не зберігає достатньої кількості вуглекислого газу, який можна було б практично повернути в атмосферу, щоб нагріти Марс, згідно з новим дослідженням, проведеним НАСА. Перетворення непривітного середовища Марса в місце, де астронавти могли б перебувати без штучної підтримки їх життя, неможливо без технологій, які виходять за рамки сьогоднішніх можливостей.
Хоча нинішня марсіанська атмосфера сама по собі складається в основному з двоокису вуглецю, вона занадто тонка і холодна, щоб підтримувати рідку воду, невід'ємний інгредієнт для життя. На Марсі тиск атмосфери становить менше одного відсотка тиску земної атмосфери. Будь-яка рідка вода на поверхні дуже швидко випаровується або замерзає.
Прихильники тераформування Марса пропонують випускати гази з різних джерел на Червоній планеті для згущення атмосфери і підвищення температури до такої міри, що рідка вода буде залишатися на поверхні. Ці гази називаються «парниковими газами» за їх здатністю вловлювати тепло і нагрівати клімат.
«Двоокис вуглецю (CO2) і водяної пар (H2O) є єдиними парниковими газами, які, ймовірно, будуть присутні на Марсі в достатній кількості, щоб забезпечити будь-яке значне потепління», - сказав Брюс Якоскі з Університету Колорадо, провідний автор дослідження, що з'явилося у виданні Nature Astronomy 30 липня.
Хоча дослідження, що вивчають можливість тераформування Марса, були зроблені і раніше, новий результат використовує близько 20 років додаткових спостережень космічних апаратів на Марсі.
«Ці дані надали істотну нову інформацію про історію легко випарованих (летючих) матеріалів, таких як СО2 і Н2О на планеті, велика кількість летючих речовин, замкнених на поверхні і під поверхнею, і про втрату газу з атмосфери в космос», сказав співавтор роботи Крістофер Едвардс з Університету Північної Арізони.
Дослідники проаналізували велику кількість вуглецевих мінералів і появу СО2 в полярному льоду з використанням даних космічного апарату NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» і космічного корабля «Mars Odyssey», і використовували дані про втрату атмосфери Марса в космос за допомогою інструменту MAVEN NASA.
"Наші результати свідчать про те, що на Марсі недостатньо CO2, щоб забезпечити значне потепління за допомогою парникових газів, крім того, велика частина газу CO2 не доступна і не може бути легко мобілізована. Тераформування Марса неможливе з використанням сучасних технологій ", - сказав Брюс Якоскі.
Хоча Марс має значну кількість водяного льоду, який можна використовувати для створення водяної пари, попередні аналізи показують, що вода не може забезпечити значне потепління сама по собі; за словами вчених, температура не дозволяє воді зберігатися у вигляді пари без попереднього прогріву CO2.
Крім того, використання інших газів, таких як хлорфторвуглеців або інших сполук на основі фтора, які були запропоновані для підвищення атмосферної температури, також проблематично, так як ці гази є недовговічними і потребують великомасштабних виробничих процесів, тому вони не враховувалися в поточному дослідженні.
Атмосферний тиск на Марсі становить близько 0,6 відсотка від Земного. Дослідники вважають, що коли Марс знаходиться далі від Сонця, для підвищення температури, достатньої для забезпечення стабільної рідкої води, потрібен тиск CO2, подібний загальному атмосферному тиску Землі.
Найбільш доступним джерелом є CO2 в полярних крижаних шапках; він може випаровуватися, через поширення пилу на нього, щоб він зміг поглинати більше сонячної радіації або за допомогою вибухових речовин. Однак, за новим аналізом, випаровування крижаних шапок принесе CO2, щоб подвоїти марсіанський тиск до 1,2 відсотка від Землі.
Іншим джерелом є CO2, прикріплений до пилових частинок у марсіанському ґрунті, який можна нагрівати до випуску газу. За оцінками дослідників, нагрів ґрунту може забезпечити до 4 відсотків необхідного тиску.
Третє джерело - це вуглець, заблокований у родовищах корисних копалин. За оцінками команди NASA на родовищах корисних копалин, найбільш вірогідна кількість буде давати менше 5 відсотків від необхідного тиску в залежності від того, наскільки великі поклади можуть бути поховані поблизу поверхні.
Вуглецеві мінерали, що знаходилися глибоко в марсіанській корі, можуть містити достатню кількість СО2 для досягнення необхідного тиску, але кількість цих глибоких відкладень невідома, і відновлення їх з використанням сучасної технології надзвичайно енергоємно, вимагає температур вище 300 градусів за Цельсієм. Дрібні вуглецеві мінерали недостатньо рясні, щоб робити значний внесок у парникові гази, а вимагають такої ж інтенсивної обробки.
Хоча поверхня Марса є негостинною для відомих форм життя сьогодні, особливості поверхні, які нагадують сухі русла річок і мінеральні відкладення, які утворюються тільки в присутності рідкої води, свідчать про те, що в далекому минулому марсіанський клімат підтримував рідку воду на поверхні.
Але сонячна радіація і сонячний вітер можуть видаляти як водяний пар, так і СО2 з атмосфери Марса. Як MAVEN, так і місії Марса Експрес показують, що більша частина стародавньої, потенційно населеної атмосфери Марса була втрачена в космос, через сонячний вітер і випромінювання.
Навіть якщо ця втрата була б відвернута якимось чином, дозволяючи атмосфері повільно рости через вихід газів з геологічної активності, поточний приплив надзвичайно низький - за словами вчених, буде потрібно близько 10 мільйонів років, щоб подвоїти нинішню атмосферу Марса.
Інша ідея тераформування полягає в тому, щоб імпортувати летючі речовини, перенаправляючи комети і астероїди, щоб вразити ними поверхню Марса. Є і ще один шлях - створення генетично модифікованих мікроорганізмів, мхів, лишайників і рослин, які б в результаті своєї життєдіяльності, виділяли б необхідні речовини в атмосферу Марса.
Втім, будь-які такі зусилля мабуть можливі у вельми віддаленому майбутньому.
