Voisimmeko todella muodostaa Marsin?

Kuva Marsin maanmuodostuksesta maailmaan, joka ei ole erilainen kuin meidän.

Kuva Marsin maanmuodostuksesta maailmaan, joka ei ole erilainen kuin meidän. (Kuva: Daein Ballard, CC BY-SA)



Paul M. Sutter on astrofyysikko SUNY Stony Brook ja Flatiron Institute, isäntä Kysy avaruusmieheltä ja Avaruusradio , ja kirjoittaja Kuinka kuolla avaruudessa .



Lähes jokainen scifi-tarina alkaa (ja joskus päättyy) Marsin terraformointi tehdä siitä vieraanvaraisempi maailma.

Mutta sen kylmillä lämpötiloilla, kaukana auringosta ja yleisellä pölyisyydellä Marsin muuttaminen maapallomaisemmaksi on haastavampaa kuin miltä se näyttää (ja se näyttää jo aika kovalta).



Uskomaton tekniikka: Kuinka kuoria käyttää planeetan muodostamiseen

Kuollut maailma

Asia on, että Mars oli ennen viileä. Ja viileällä tarkoitan lämmintä. Miljardeja vuosia sitten Marsilla oli paksu, hiilipitoinen ilmakehä, järviä ja valtameriä nestemäistä vettä ja luultavasti jopa valkoisia pörröisiä pilviä. Ja tämä oli aikaan, jolloin aurinkomme oli pienempi ja heikompi, mutta toisinaan paljon väkivaltaisempi kuin nykyään - toisin sanoen aurinkokuntamme on paljon suotuisampi paikka elämälle nyt kuin 3 miljardia vuotta sitten, ja silti Mars on punainen ja kuollut.

Valitettavasti Mars oli tuomittu alusta alkaen. Se on pienempi kuin Maa, mikä tarkoittaa, että se jäähtyi paljon nopeammin. Planeettamme ydin on edelleen sulanut, ja rautapitoisen hölynpölyn pyörivä möykky maan keskellä antaa voimakkaan magneettikenttämme. Magneettikenttä on kirjaimellinen voimakenttä, joka pystyy pysäyttämään ja kääntämään aurinkotuuli , joka on loputon virta korkean energian hiukkasista, jotka räjähtävät auringosta.



Kun Mars jäähtyi, sen ydin jähmettyi ja magneettinen voimakenttä sulkeutui altistamalla sen ilmakehän aurinkotuulen tuhoille. Noin 100 miljoonan vuoden aikana aurinkotuuli riisui Marsilainen tunnelma . Kun ilmanpaine laski lähes tyhjiöön, pinnalla olevat valtameret keittivät pois ja planeetta kuivui.

Se on niin houkuttelevaa: Mars oli aikoinaan maan kaltainen, joten onko mitään keinoa saada se takaisin entiseen loistoonsa?

Polaariset vastakohdat

Onneksi (tai valitettavasti näkökulmastasi riippuen) meillä ihmisillä on paljon kokemusta planeettojen lämmittämisestä. Tahattomasti olemme vuosisatojen hiilipäästöjemme kautta nostanut maapallon pintalämpötilaa yksinkertaisen kasvihuonemekanismin kautta. Pumppaamme ulos paljon hiilidioksidia, joka on todella hyvä päästämään auringonvaloa sisään ja estämään lämpösäteilyn karkaamisen, joten se toimii kuin jättimäinen näkymätön peite maan päällä.



Lisääntynyt kuumuus kannustaa kosteutta poistumaan valtameristä ja leikkimään höyrynä ilmakehässä, mikä lisää omaa peittokerrosta ja lisää lämpötilan nousua, joka haihduttaa enemmän vettä, mikä lämmittää planeettaa enemmän ja ennen kuin tiedät, onko rantahotelli soveltuu nyt paremmin vedenalaiseksi sukellusvenepohjaksi.

Mutta jos se toimii Maa Ehkä se toimii Marsissa. Emme pääse OG: n Marsin ilmakehään, koska se on täysin kadonnut avaruuteen, mutta Marsilla on valtavia vesijään ja jäädytetyn hiilidioksidin kerrostumia napakorkkeissaan ja joitain lisää nauhoja aivan pinnan alla planeetalla.

Jos voisimme jotenkin lämmittää korkit, se voisi vapauttaa tarpeeksi hiiltä ilmakehään käynnistääkseen kasvihuoneen lämpenemisen. Meidän tarvitsee vain potkaista taaksepäin, katsoa ja odottaa muutama vuosisata, ennen kuin fysiikka tekee tehtävänsä ja muuttaa Marsin paljon vähemmän ikäväksi paikaksi.

Valitettavasti tämä yksinkertainen idea ei todennäköisesti toimi.

Aiheeseen liittyviä:Millaista olisi asua Marsissa?

Radikaaleja ajatuksia

Ensimmäinen kysymys on korkkien lämmittämistekniikan kehittäminen. Ehdotukset ovat vaihdelleet pölyn ripottamisesta pylväiden poikki (jotta ne eivät heijastaisi vähemmän valoa ja lämmittäisivät niitä), jättimäisen avaruuspeilin rakentamiseen, jotta kaukovalot kohdistuvat napoihin. Mutta kaikki ideat vaativat radikaaleja harppauksia tekniikassa ja tuotannon läsnäoloa avaruudessa, joka ylittää sen, mihin tällä hetkellä pystymme (avaruuspeilin tapauksessa meidän olisi louhittava avaruudessa noin 200 000 tonnia alumiinia, kun taas tällä hetkellä pystymme kaivostoiminta… no, nolla tonnia alumiinia avaruudessa).

Ja sitten on valitettava oivallus, että Marsiin ei ole lukittu tarpeeksi hiilidioksidia kunnollisen lämpenemisen aikaansaamiseksi. Tällä hetkellä Marsilla on alle 1% maapallon ilmanpaineesta merenpinnan tasolla. Jos voisit haihduttaa kaikki Marsin CO2- ja H2O -molekyylit ja saada ne ilmakehään, Punaisella planeetalla olisi… 2% maapallon ilmanpaineesta. Tarvitset kaksi kertaa enemmän ilmapiiriä, jotta hiki ja öljyt eivät kiehuisi ihollasi, ja 10 kertaa niin paljon, että et tarvitse painepukua.

Puhumattakaan edes hapen puutteesta.

Voit torjua tämän helposti saatavilla olevan puutteen kasvihuonekaasut , on joitain radikaaleja ehdotuksia. Ehkä meillä voisi olla tehtaita, jotka ovat omistautuneet kloorifluorihiilivetyjen pumppaamiseen, jotka ovat todella ilkeitä kasvihuonekaasuja. Tai ehkä voisimme työntää ammoniakkipitoisia komeettoja ulkoisesta aurinkokunnasta. Ammoniakki itsessään on loistava kasvihuonepeite, ja se hajoaa lopulta vaarattomaksi typpeksi, joka muodostaa suurimman osan omasta ilmakehästämme.

Olettaen, että voisimme voittaa näihin ehdotuksiin liittyvät tekniset haasteet, on vielä yksi suuri este: magneettikentän puute. Ellemme suojaa Marsia, jokainen molekyyli, jonka pumppaamme (tai kaadamme) ilmakehään, on alttiina auringon tuulen räjähtämiselle. Kuten yrittää rakentaa pyramidi aavikon hiekasta, se ei tule olemaan helppoa.

Luovia ratkaisuja riittää. Ehkä voisimme rakentaa jättimäisen sähkömagneetin avaruuteen ohjaamaan auringon tuulen pois. Ehkä voisimme vyötä Marsin suprajohtimella ja antaa sille keinotekoisen magnetosfäärin.

Luonnollisesti meillä ei ole läheskään hienostuneisuutta toteuttaa kumpaakaan näistä ratkaisuista. Voisimmeko koskaan, mahdollisesti terraform Mars ja tehdä siitä vieraanvaraisempaa? Toki se on mahdollista - mikään fysiikan peruslaki ei ole tiellämme.

Mutta älä pidätä hengitystäsi.

Lisätietoja kuuntelemalla jakson ' Voisimmeko todella muodostaa Marsin? 'Ask A Spaceman -podcastissa, saatavilla osoitteessa iTunes ja verkossa osoitteessa http://www.askaspaceman.com . Esitä oma kysymyksesi Twitterissä käyttämällä #AskASpacemania tai seuraamalla Paavalia @PaulMattSutter ja facebook.com/PaulMattSutter .