Живот на Марс: тераформиране на Червената планета Understand article

Превод Елисавета Маламова. Научен факт или научна фантастика? Маргарита Маринова от Калтех, САЩ, разглежда възможността за създаване на условия за живот на Марс.

Марсианска повърхност –
липса на вода и живи организми

Снимка предоставена от NASA Ames
Research Center (NASA-ARC)

През деветнадесети век, когато астрономите са отправяли поглед към Марс са мислели, че виждат планета, покрита с мрежа от напоителни канали и растителност. През 1964г. космическият апарат Маринър 4 достигна Марс. Разочарованието на учените трябва да е било доста голямо, когато са видяли пуст свят с никакви признаци на растителност, вода или живот. На онези учени, идеята за Марс покрит с растителност, изведнъж е изглеждала като научна фантастика.

40 години след Маринър 4, сме научили много за Марс от многобройните космически апарати, изпращани до Червената планета. Сега знаем, че температурата на повърхностността на Марс варира между – 143 °C на полюсите и +27 °C на екватора. Марс има тънка атмосфера (около 1% от земното атмосферно налягане), няма вода в течно състояние, а ултравиолетовата радиация, в комбинация с високата киселинност на риголита, прави марсианската повърхност смъртоносно място за живеене. Все пак, от снимки изпратени с мисията Mars Exploration Rovers, показващи големи речни канали , седиментни слоеве и изменения на слоеве от вода, научихме, че в първите 500млн. години от неговата история, Марс е бил топло, влажно място с дебел слой атмосфера. Какво би могло да направи Марс отново обитаема планета?

Това е идеята за тераформиране – промяна на планетата с цел да се направи обитаема за земни организми (”тера” – Земя). Идеята за тераформиране е била предложена през 1930г. в сферата на научната фантастика. През 60-те години на миналия век, обаче, учените започнали да мислят за идеята по-сериозно. Осъществимо ли е наистина? Може ли да се направи със сегашната техника?

За да се отговори на въпроса дали тераформирането на Марс е възможно, първо трябва да видим какво се изисква, за да се поддържа живот, и дали Марс има необходимите условия. По настоящем, повърхността на Марс не може да задържа вода в течно състояние поради ниските температури и тънката атмосфера (атмосферното налягане е под тройната точка на водата, т.е. налягането, под което водата може да съществува равновесно в трите агрегатни състояния, независимо от температурата). Освен вода, най-първичната форма на живот на Земята има нужда от атмосфера, с която да обменя газове. По-сложните организми имат повече и строги изисквания. Растенията, например, се нуждаят от малко количество кислород, животните се нуждаят от по-високо атмосферно налягане, докато микроорганизмите имат по-ниски изисквания към околната среда.

В полярните области и под повърхността на Марс има замръзнал въглероден диоксид (CO2 във вид на сух лед), който би се освободил в атмосферата, ако планетата се затопли. Затоплянето би причинило стопяване на замръзналата вода, която е в полярните шапки. Така изглежда, че Марс има две от ключовите компоненти, необходими за поддържането на живот. И не само това – ако Марс беше първоначално затоплен по някакъв начин, то това би довело до положителен обратен ефект – освобождаване на въглеродния диоксид от полярните шапки и риголита, удебеляването на атмосферния слой, по-нататъшно затопляне на планетата, освобождаване на вода, и последващите условия, който позволяват водата да се задържи на повърхността в течно състояние.

Северната полярна шапка на Марс,
съставена от замръзнал въглероден
диоксид и вода

Снимка предоставена от NASA Jet P
ropulsion Laboratory

Как бихме могли да затоплим Марс или да направим така, че замръзналият въглероден диоксид да се освободи в атмосферата? Предлагани са много идеи, като например монтирането на огледала в орбитата на Марс, които да отразяват допълнително светлина към марсианската повърхност и по този начин да я затоплят. Или разпръсване на тъмен прах на полюсите, с цел да се намали албедото (т.е. отражателността), за да може повече слънчева енергия да бъде абсорбирана; разпръсване на супер парникови газове (газове, причиняващи парников ефект) в атмосферата, за да се затопли планетата. Съществуват групи, които работят за превръщането на първите две идеи в технологически осъществими. Но ние вече сме осъществили идеята с газовете на Земята-превръщайки я, поне засега, в един от най обещаващия тераформиращ метод.

Така наречените супер парникови газове са молекули, които са много ефективни за поглъщането на енергията излъчена от повърхността на планетата, и след това преизлъчването на тази енергия от една страна нагоре – в космичното пространство, за да бъде загубена безвъзвратно, но също и надолу – към повърхността на планетата, като по този начин да я затоплят. Те действат аналогично на одеяло. Обаче ние не искаме какво да е „одеяло”! Например, въглеродният диоксид би действал като тънко платно, докато супер парниковите газове, като октафлуорпропан (C3F8), биха действали като дебело вълнено одеяло. Или с други думи, ние бихме искали да използваме супер парникови газове с голям потенциал да затоплят, а също и дълъг живот в атмосферата (1000 до 10 000 години) – за да се намали честотата на презареждането им. Последен ключов аспект е да се изберат супер парникови газове, които не разрушават марсианският естествен сегашен и бъдещ озонов слой (за разлика от, например, хлорфлуоровъглеродите CFC).

Марс, наричан още Червената
планета
Снимка предоставена от NASA
Glenn Research Center (NASA-GRC)

Детайлни атмосферни модели показват, че един от най-добрите супер парникови газове е октафлуорпропан, и общото необходимо количество е около 26 000 пъти повече от количеството на подобни газове (CFC, флуорвъглероди и хидрофлуорвъглероди), отделяни в земната атмосфера от индустрията всяка година. Това означава, че не можем да произведем газове на земята и после да ги транспортираме до Марс. Вместо това, газовете ще трябва да се произведат на Марс. Следователно, тераформирането на Марс вероятно ще започне, когато започнем колонизирането на Марс и е в наличност индустриална сила, която да построи фабрики, необходими за произвеждането на супер парникови газове.

Парниковите газове драстично и нежелателно променят Земята в момента, така че използването им на Марс изглежда безотговорно или направо погрешно. Промяната на климата на Земята обаче е нежелателно, защото съществува високо развита екосистема, която е в тясна връзка с климата. Докато на Марс няма такава екосистема: химични изследвания и снимки показват, че няма живот, който да контролира околната среда на Марс. Може би има организми, който са в латентна форма, или организми, който живеят под марсианската повърхност. Като добри изследователи и учени, и в съгласие с договора за планетарна защита, ние трябва първо да изследваме Марс за наличие на живи организми, преди да започнем да влияем на научните изследвания със земни организми или причинявайки съревнование между тях и марсианските форми на живот.

За щастие, първите етапи на тераформирането се очакват да върнат Марс към вида, който е бил в ранната му история – когато животът тъкмо е започнал да се появява, и по този начин да се даде шанс на всички латентни или оцелели организми да излязат от състояние на хибернация и да създадат отново биосфера.

Артистична представа за
тераформиран Марс

Снимка предоставена от Michael
Carroll / stock-space-images.com

Дискусията за тераформирането би била непълна, ако не се зададе въпроса „А трябва ли?”. Само защото тераформирането е технологически осъществимо и не би разрушило пряко една екосистема не означава, че ние трябва да го направим. Марс е красива и интересна планета както е в момента и може би ние трябва да оставим нещата както са и да позволим да се изучава от бъдещите поколения. Животът е най-ценното и красиво нещо, което познаваме и разпространението му из Слънчевата система и отвъд нея е най-важното нещо, което можем да направим! Съществуването на живот на Земята я прави уникална и наличието на живи организми е това, което позволява нашето съществуване.

Тераформирането на Марс би позволило по-лесно колонизиране и овладяване на планетата, изискващо да носим само кислородна маска, но не и скафандри.

Преди повече сто години астрономите мислеха, че са видяли вода и растителност на Марс. Те сгрешиха, но може би просто виждаха бъдещето.

Download

Download this article as a PDF

Review

Ключова особеност за добре написана научна фантастика е, че без значение колко чудновата и нереална е идеята, тя трябва да бъде теоретически осъществима, така че в бъдеще време, напредъка на технологиите да превърне тази футуристичната фантастика във всекидневен факт. Маргарита Маринова разглежда възможността за осъществяването на тераформирането на Марс, правейки условията на Червената планета подобни на тези на Синята планета (Земята), с надежда да поддържат (човешкото) съществуване.

Повечето ученици имат вроден интерес към астрономията и също така към проблеми на екологията. Статията обхваща двете области, смесвайки аспекти от трите традиционни елементи на науката, заедно с геологията. Освен това, засяга етиката от тераформирането, което може да се разглежда в часовете по обществознание и етика. Или пък, учениците могат да пресъздадат илюстрации как би изглеждал отскоро озелененият Марс и да сравнят с илюстрациите, създадени в средата на миналия век.

Статията е подходяща да се използва като упражнение за разбиране или за стимулиране на дискусия в класа. Могат да се измислят разнообразни въпроси, касаещи различни области от науката. Въпросите за разбиране могат да бъдат от вида:

  • Намерете къде в статията е споменато за „положителен обратен ефект”. Обяснете какво означава това в контекста на статията. Посочете пример за положителна обратен ефект (извън статията). Винаги ли резултатът от положителния обратен ефект е добър?
  • Кои от трите метода на затопляне на Червената планета са споменати? Кои са възможните предимства и недостатъци на всеки от тях?
  • Как би се променил продължителността на човешкия живот, ако живеехме на Марс? Как би се променила продължителността на денонощието? Ще имаме ли сезони? Колко дълга ще бъде годината? Какво ще бъде гравитационното притегляне, сравнено с това на Земята, и ще има ли ефект, ако спортуваме на Марс, например?

Освен това, може да се дискутира моралното право за провеждане на такова планетарно преобразуване. Големият въпрос „Трябва ли?” ще породи дискусия, и учениците могат да бъдат накарани да разсъждават върху това дали техния отговор на въпроса зависи от обстоятелствата. Например, ще бъде ли неморално да се тераформира Марс, ако животът на нашата планета загива и човечеството няма къде да отиде? Както се споменава по-горе, това може да е тема за дискусия в часовете по общество и етика, и дори един още по-мащабен пример, че стандартното „право на живот” обикновено се дебатира, когато науката и етиката се срещат.

Също така, като едно добро въведение към темата, тази статия е полезна като отправна точка за по-нататъшно разглеждане и може да бъде идея за стимулиране интереса на учениците. Учениците могат да гледат филма „Неудобната истина”, в който Ал Гор обсъжда газовете причиняващи парников ефект и проблема за глобалното затопляне. Учениците могат да обсъждат въпроси като: По какъв начин узнаваме за Марс, имайки предвид, че човек все още не е стъпвал на планетата? Какви планове има за изпращането на човек на Марс? Какви са предизвикателствата към такава мисия и какви са те в сравнение с предизвикателствата на мисиите през 60-те и 70-те години за изпращането на човек на луната? Учениците могат да бъдат питани за примери от научно – фантастична литература, които вече са станали научен факт.


Ян Франсис, Обединено кралство




License

CC-BY-NC-ND