Leben auf dem Mars: Terraforming (Bewohnbar machen) des Roten Planeten Understand article
Übersetzt von Anne Käfer. Wissenschaftliche Tatsache oder Science Fiction? Margerita Marinova vom Caltech, USA, untersucht die Möglichkeit, Leben auf dem Mars aufzubauen.
flüssigem Wasser und Leben
Mit freundlicher Genehmigung de
s NASA Ames Research Center
(NASA-ARC)
In früheren schauten die Astronomen auf den Mars und sie dachten, sie sähen einen Planeten, der durch Bewässerungskanäle und Vegetation kreuz und quer durchzogen sei. Hundert Jahre später im Jahre 1964 erreichte das Raumschiff Mariner 4 den Mars, Die Enttäuschung der Wissenschaftler muss groß gewesen sein, als sie eine unfruchtbare Welt ohne Zeichen von Vegetation, Wasser oder Leben sahen. Für diese Wissenschaftler erschien die Idee eines nassen, mit Pflanzen bedeckten Mars plötzlich als Science Fiction.
In den 40 Jahren seit Mariner 4 haben wir viel über den Mars durch die zahlreichen Raumschiffe, die zum Roten Planeten geschickt wurden, gelernt. Wir wissen jetzt, dass die Oberflächentemperatur des Mars zwischen -143°C an den Polen und +27°C am Äquator schwankt. Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre (ungefähr 1% des Druckes der Erde), kein flüssiges Wasser und die einfallende UV-Strahlung in Kombination mit stark oxidierendem Regolith macht die Marsoberfläche zu einem tödlichen Platz für das Leben. Dennoch haben wir aus Bildern, die große Flußkanäle und Netzwerke zeigen, und aus der Mars Exploration Rovers (eine Mission der NASA), die abwechselnd Schichten aus Ablagerungen und Wasser zeigt, gelernt, dass der Mars in den ersten 500 Millionen Jahren seiner Geschichte ein warmer, nasser Ort mit einer dicken Atmosphäre war. Kann der Mars also noch einmal bewohnbar gemacht werden?
Das ist die Prämisse für Terraforming – einen Planeten zu verändern, um ihn wie die Erde bewohnbar zu machen (terra = Erde). Die Idee des Terraforming wurde zuerst in den 30-er Jahren vorgeschlagen – allerdings nur im Bereich der Science Fiction. Dennoch begannen Wissenschaftler in den 60-er Jahren ernsthafter über die Idee nachzudenken. Ist das wirklich machbar? Kann es mit gängiger Technik gemacht werden?
Um die Frage, ob es möglich ist, den Mars bewohnbar zu machen, zu beantworten, müssen wir zuerst überlegen, was für das Leben nötig ist und ob der Mars diese Grundlagen bietet. Der Mars kann gegenwärtig auf seiner Oberfläche wegen seiner niedrigen Temperaturen und der dünnen Atmosphäre keine Grundlage für flüssiges Wasser bieten. (Der atmosphärische Druck ist unterhalb des Tripelpunkts des Wassers, d.h. der Druck ist unterhalb dessen, wo ein Material, unabhängig von der Temperatur, nur als Feststoff oder Dampf existieren kann). Zusätzlich zu flüssigem Wasser braucht das einfachste Leben auf der Erde nur eine Atmosphäre, um Gase auszutauschen. Komplexere Organismen haben strengere und zahlreichere Anforderungen – Pflanzen brauchen kleine Mengen Sauerstoff, Tiere brauchen höheren, atmosphärischen Druck – aber Mikroorganismen sind pflegeleicht”.
Der Mars hat gefrorenes Kohlendioxid (CO2– Eis) in den Polarkappen und im Boden absorbiert, welches freigesetzt würde, wenn der Planet erwärmt würde. Das würde die Atmosphäre verdichten und so den Planet noch weiter erwärmen. Das Erwärmen würde auch dazu führen, dass das gefrorene Wasser, das in den Polarkappen entdeckt wurde, schmilzt. So scheint der Mars zwei entscheidende Bestandteile zu haben, die erforderlich sind, um das Leben aufrecht zu erhalten. Nicht nur das, aber wenn der Mars zunächst einmal durch irgendeine Methode erwärmt würde, würde es ein positives Feedback geben durch die Freigabe von Kohlendioxid von den Polarkappen und Regolith, durch das Verdichten der Atmosphäre, durch die weitere Erwärmung des Planeten, durch die Freigabe von Wasser und die daraus folgenden Bedingungen, die es erlauben, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche bestehen bleibt.
gefrorenem Kohlendioxid und Wasser
Mit freundlicher Genehmigung des NASA
Jet Propulsion Laboratory
Wie könnten wir den Mars erwärmen oder das gefrorene Kohlendioxid dazu bringen, in die Atmosphäre freigesetzt zu werden? Viele Ideen wurden vorgeschlagen, z.B. Spiegel in der Umlaufbahn des Mars anzubringen, um zusätzliches Licht auf die Oberfläche des Mars zu reflektieren, um diese zu erwärmen; Berieselung von dunklem Schmutz auf die Pole, um ihr Rückstrahlungsvermögen (z.B. Helligkeit) zu senken, so dass mehr Sonnenenergie absorbiert werden kann; und Freigabe von Supertreibhausgasen in die Atmosphäre um den Planet zu erwärmen. Es gibt Gruppen, die daran arbeiten, die ersten beiden dieser Ideen technologisch möglich zu machen. Aber wir haben schon die Treibhausgasidee auf der Erde realisiert – und machen sie zumindest für den Augenblick zur vielversprechensten Terraforming-Methode.
Supertreibhausgase sind Moleküle, die sehr wirksam sind, um die Energie zu absorbieren, die von der Planetenoberfläche abgegeben wird. Dann wird die Energie sowohl in den Weltraum zurückgestrahlt – wo sie für immer verschwindet – als auch auf die Planetenoberfläche, um diese zu erhitzen. Sie arbeiten in einer ähnlichen Art und Weise wie eine Decke. Aber wir wollen nicht irgendeine Decke haben! Zum Beispiel, Kohlendioxid wäre wie eine dünne Folie, während ein Supertreibhausgas, wie Perfluorpropan (C3F8), wie eine dicke Wolldecke wäre. Folglich müssten wir Supertreibhausgase mit hohem Wärmepotential nutzen und auch langer Lebensdauer in der Atmosphäre (Tausende bis Zehntausende Jahre) – um die geforderte Nachschubrate zu reduzieren. Schließlich liegt der entscheidende Aspekt darin, Supertreibhausgase zu wählen, die die aktuelle und zukünftige Ozonschicht des Mars nicht zerstören – im Gegensatz zu Fluorchlorkohlenwasserstoffen.
Mit freundlicher Genehmigung des
NASA Glenn Research Center (NASA-GRC)
Detaillierte, atmosphärische Modelle zeigen, dass eines der besten Supertreibhausgase, das man verwenden kann, Perfluorpropan ist und dass die erforderliche Menge ungefähr der 26000 fachen Menge ähnlicher Gase (Perfluorkohlenstoffe und Fluorkohlenwasserstoffe) entspricht, die jedes Jahr auf der Erde durch die Industrie freigesetzt werden. Das bedeutet, dass wir die Gase nicht auf der Erde produzieren und anschließend auf den Mars transportieren können. Die Gase müssten hingegen auf dem Mars produziert werden. Folglich würde das Terraforming auf dem Mars damit beginnen, dass wir anfangen den Mars zu bevölkern und dass es sowohl die Motivation als auch die industrielle Leistungsfähigkeit gibt, Unternehmen zu gründen, die Supertreibhausgase produzieren.
Treibhausgase verändern derzeit drastisch – und unerwünscht – die Erde, also mag es unverantwortlich oder sogar falsch erscheinen, sie auf dem Mars einzusetzen. Jedoch ist eine Änderung des Klimas auf der Erde unerwünscht, da es schon ein hoch entwickeltes Ökosystem gibt, welches mit dem Klima eng verknüpft ist. Aber auf dem Mars ist kein derartiges Ökosystem: chemische und fotografische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich noch kein Leben entwickelt hat und die Umwelt kontrolliert. Dort könnten noch schlafende Organismen sein oder im Untergrund leben. Als gute Entdecker und Wissenschaftler und im Einklang mit dem Abkommen über den Schutz der Planeten sollten wir den Mars gründlich auf bestehendes Leben erforschen, bevor wir unsere Untersuchungen mit Erdorganismen verunreinigen oder einen Wettbewerb zwischen dem Leben auf der Erde und dem Mars verursachen. Die ersten Stufen des Terraforming sollten darin bestehen, dass man den Mars auf den Weg zurückführt, auf dem er in seiner frühen Geschichte war, und damit einigen schlafenden oder kämpfenden Überlebenden eine Chance zu geben, aus dem Winterschlaf zu erwachen und eine Biosphäre zu schaffen.
des bewohnten Mars
Mit freundlicher Genehmigung von
Michael Carroll / stock-space-images.co
Eine Diskussion über Terraforming wäre unvollständig, ohne sich die Frage zu stellen: “ Sollten wir?“. Nur weil Terraforming technologisch machbar ist, und nicht direkt ein Ökosystem zerstören würde, heißt das notwendigerweise nicht, dass wir es machen sollten. Der Mars ist schön und interessant, so wie er ist, und vielleicht sollten wir ihn so lassen, um sowohl späteren Generationen seine Untersuchung zu erlauben, als auch seine gegenwärtige Schönheit zu erhalten. Ich würde argumentieren, dass das Leben die wertvollste und schönste Sache ist, die wir kennen, und dass es unsere wichtigste Aufgabe ist, das Leben über das Sonnensystem und darüber hinaus auszubreiten.
Es ist das Vorhandensein von Leben, das die Erde einzigartig macht, und es ist das Vorhandensein von Leben, die unsere eigene Existenz zulässt. Das Terraforming des Mars würde uns ebenfalls erlauben, den Planeten leichter zu besiedeln und zu erkunden, wobei es für uns nur erforderlich wäre, Sauerstoffmasken, aber keine Weltraumdruckanzüge zu tragen.
Vor 100 Jahren dachten Astronomen, sie sähen Wasser und Vegetation auf dem Mars. Sie lagen zu dieser Zeit falsch, aber vielleicht schauten sie ja schon in die Zukunft.
Review
Ein wesentliches Merkmal von gutem Science-Fiction ist, unabhängig davon, wie phantasievoll die Idee ist, dass sie theoretisch möglich sein muss, so dass irgendwann in der Zukunft der technische Fortschritt die futuristische Fiction in eine alltägliche Tatsache verwandelt. Margarita Marinova von Celtech beschreibt ausführlich die Machbarkeit der nach Science Fiction klingenden Aussicht, den Mars bewohnbar zu machen – wobei auf dem Roten Planeten die Bedingungen unserem Blauen Planeten angeglichen werden, in der Hoffung das menschliche Leben aufrecht zu erhalten.
Die meisten Studenten haben ein angeborenes Interesse an astronomischen Fragestellungen sowie an Umweltthemen. Der Artikel überspannt beide Bereiche geschickt, indem er Aspekte der traditionellen Richtungen der Wissenschaft mit der Geologie verknüpft. Es gibt auch die ethische Zielrichtung des Terraforming, die im PSHE Unterricht (Personal, Social and Health Education) abgedeckt werden sollte. Alternativ könnten Künstler Bilder erzeugen, wie ein kürzlich begrünter Roter Planet aussehen könnte, und diese vielleicht mit Illustrationen, die in der Mitte des letzten Jahrhunderts geschaffen wurden, vergleichen.
Der Artikel kann als eine Verständnisübung oder als Anreiz zu einer Diskussion in der Klasse genutzt werden, wo eine Auswahl von Fragen entwickelt werden kann, die sich auf viele Bereiche der traditionellen Wissenschaften beziehen. Verständnisfragen könnten sein:
- Finde, wo positives Feedback im Text erwähnt wird. Erkläre, was dies im Zusammenhang mit dem Artikel bedeutet. Finde ein anderes Beispiel von positivem Feedback (nicht im Artikel). Ist das Ergebnis positiven Feedbacks prinzipiell gut?
- Welche drei Methoden werden erwähnt, den Roten Planeten zu erwärmen? Was sind die Vor- und Nachteile von jeder?
- Wie würde sich die menschliche Zeitskala verändern, wenn wir auf dem Mars lebten? Wie lange würden die Tage und Nächte dauern? Würden wir noch Jahreszeiten haben? Wie lange würde ein Jahr dauern? Wie würden die Verhältnisse der Gravitationskräfte zwischen Mars und Erde auswirken und würde dies z.B. irgendeinen Einfluss auf den Sport der Marsbewohner haben?
Du könntest auch in Bereiche von moralischem Richtig und Falsch bei dieser deutlichen Veränderung eines Planeten stoßen. Die große Frage „Sollten wir“? sollte eine Menge Diskussionsstoff bieten und Schüler könnten gefragt werden, ob ihre Einstellung zu dieser Frage von den Umständen abhängen könnte. Zum Beispiel, wäre es moralisch immer noch falsch, den Mars bewohnbar zu machen, wenn das Leben auf unserem Planeten endgültig zu Ende ginge und wenn es für die menschliche Spezies keinen anderen Platz gäbe? Wie oben erwähnt, könnte das ein Teil einer Ethikdebatte im PSHE Unterricht (Personal, Social and Health Education) sein und die Standard-Debatte über das Recht zu leben, die an der Grenze zwischen Ethik und Wissenschaft geführt wird, anregen.
Der Artikel ist eine gute Einführung in das Thema und bietet einen guten Startpunkt für weitere Forschung und sollte das Interesse der Studierenden anregen. Sie könnten Clips von „Eine unbequeme Wahrheit“ sehen wollen, in der Al Gore über Treibhausgase diskutiert und vorschlägt, wie trotz allem ein Silberstreifen am Horizont der globalen Klimaveränderung sichtbar ist. Oder sie könnten den Mars weiter untersuchen: Woher wissen wir, was wir über den Mars wissen, wo doch noch kein Mensch ihn besucht hat? Was für Pläne gibt es aktuell, um Leute auf den Mars zu schicken? Was sind die Anforderungen an eine solche Mission und wie kann man sie mit denen der 60er und 70er Jahre vergleichen, als Menschen auf den Mond geschickt wurden? Zu guter Letzt sollten Schüler Beispiele von historischem Science Fiction finden, die schon Realität wurden.
Ian Francis, Großbritannien