Viaţa pe Marte: teraformarea Planetei Roşii Understand article
Tradus de Monica Dobre. Fapt ştiinţific sau ficţiune? Margarita Marinova de la Caltech, SUA, investighează posibilitatea stabilirii vieţii pe Marte.
apă lichidă şi viaţă
Pentru imagine, mulţumim NASA
Ames Research Center (NASA-ARC)
Primii astronomi au privit planeta Marte şi au crezut că au văzut o planetă împânzită de canale de irigaţie şi vegetaţie. O sută de ani mai târziu, în 1964, sonda spaţială Mariner 4 a ajuns pe Marte. Dezamăgirea oamenilor de ştiinţă trebuie să fi fost amară, deoarece au găsit o planetă goală fără nici un semn de vegetaţie, apă sau viaţă. Acelor oameni de ştiinţă ideea unui Marte acoperit de plante li s-a părut deodată a fi pură ficţiune.
În cei 40 de ani de la Mariner 4, am învăţat foarte multe despre Marte din multele sonde trimise către Planeta Roşie. Acum ştim că temperatura la suprafaţa lui Marte variază între -143°C la poli şi +27°C la ecuator. Marte are o atmosferă foarte rarefiată (cam 1% din presiunea Pământului), fără apă lichidă, iar radiaţia UV incidentă combinată cu solul extrem de oxidant fac din suprafaţa lui Marte un loc foarte ostil vieţii. Cu toate acestea, din imaginile arătând canale şi reţele largi de râuri şi din imaginile Rover-elor ce explorează Marte (eng. “Mars Exploration Rovers”) ce arată straturi sedimentare şi alterarea straturilor de către apă, am realizat că în prima jumătate de miliard de ani a istoriei sale, Marte a fost un loc umed şi cald, cu o atmosferă groasă. Aşa că ar fi posibil ca Marte să fie făcut locuibil din nou?
Acestea sunt premizele teraformării – schimbarea unei planete pentru a o face locuibilă pentru viaţa de tip terestru (terra=Pământ). Ideea teraformării a fost sugerată prima oară în anii ’30 – doar în domeniul ficţiunii ştiinţifice (SF). Totuşi, în anii ’60, oamenii de ştiinţă au început să se gândească mai serios la această idee. Este oare fezabilă? Poate fi realizată cu tehnologia curentă?
Pentru a răspunde întrebării dacă teraformarea lui Marte este posibilă, mai întâi trebuie să ştim de ce este nevoie pentru ca viaţa să existe şi dacă Marte îndeplineşte aceste condiţii. În prezent, Marte nu poate susţine apa în stare lichidă pe suprafaţa sa din cauza temperaturilor scăzute şi a atmosferei rarefiate (presiunea atmosferică este sub punctul triplu al apei, care este presiunea sub care un material poate exista doar în stare solidă sau în stare gazoasă, indiferent de temperatură). Pe lângă apa lichidă, cele mai elementare forme de viaţă de pe Pământ au nevoie doar de o atmosferă cu care să realizeze schimbul de gaze. Organismele mai complexe au cerinţe mai stringente şi mai numeroase – plantele au nevoie de o cantitate mică de oxigen, animalele necesită o presiune atmosferică mai mare – dar microorganismele sunt mai puţin pretenţioase.
compusă din dioxid de carbon
îngheţat şi apă
Pentru imagine, mulţumim NASA Jet
Propulsion Laboratory
Marte are dioxid de carbon îngheţat (gheaţă de CO2) în calotele polare şi absorbite în sol, care ar fi putea fi eliberat dacă planeta s-ar încălzi. Acesta ar îngroşa atmosfera şi ar încălzi planeta şi mai mult. Încălzirea ar determina apa îngheţată detectată în calotele polare să se topească. Se pare că Marte pare să aibă două ingrediente cheie necesare susţinerii vieţii. Pe lângă aceasta, dar odată ce Marte este încălzită printr-o metodă oarecare, ar fi un răspuns pozitiv (eng. “positive feedback”) în eliberarea dioxidului de carbon din calotele polare şi din sol, îngroşarea atmosferei, încăłzirea mai accentuată a planetei, eliberarea apei şi condiţiile rezultante ce permit apei în stare lichidă să persiste la suprafaţă.How could we warm Mars or force the frozen carbon dioxide to be released into the atmosphere? Many ideas have been proposed, such as: putting mirrors in orbit around Mars to reflect extra light onto the Martian surface, thus warming it up; sprinkling dark dust on the poles to decrease their albedo (i.e. brightness) so that more of the Sun’s energy is absorbed; and releasing super-greenhouse gases into the atmosphere to warm up the planet. There are groups working on making the first two of these ideas technologically feasible. But we have already implemented the greenhouse gas idea on Earth – making it, at least for now, the most promising terraforming method.
Cum am putea încălzi planeta Marte sau să forţăm dioxidul de carbon să fie eliberat în atmosferă? Au fost propuse multe idei precum: plasarea unor oglinzi pe orbita lui Marte pentru a reflecta mai multă lumină pe suprafaţa marţiană, încăłzind-o astfel; împrăştierea de praf întunecat pe poli pentru a le scădea albedo-ul (adică strălucirea) astfel încât să absoarbă mai multă energie solară; eliberarea în atmosferă a gazelor cu efect de seră pronunţat pentru a încăłzi planeta. Există grupuri care lucrează pentru a face primele două idei aplicabile. Dar noi deja am implementat idea gazelor cu efect de seră pe Pământ – făcându-o, cel puţin pentru moment, cea mai promiţătoare metodă de teraformare.
Gazele cu efect de seră pronunţat sunt molecule care sunt foarte eficiente în absorbţia de energie eliberată de suprafaţa planetei, şi apoi reradiând această energie atât în sus în spaţiu – pentru a fi pierdută pentru totdeauna – cât şi în jos spre suprafaţa planetei, încăłzind-o astfel şi mai mult. Aceste gaze lucrează într-un mod similar unei pături. Dar noi nu vrem orice pătură! De exemplu, dioxidul de carbon ar fi ca un cearceaf subţire, în timp ce perfluoropropanul (C3F8) ar fi ca o pătură groasă de lână. Aşa că am vrea să folosim gaze cu efect de seră pronunţat – cu potenţiale mari de încălzire, şi care au timpi de viaţă atmosferici (mii până la zeci de mii de ani) – pentru a reduce rata de alimentare. Un aspect cheie final ar fi alegerea unor gaze cu efect de seră ce nu afectează stratul de ozon curent şi viitor al lui Marte (spre deosebire de CFC – clorfluorcarbon).
Image courtesy of NASA Glenn
Research Center (NASA-GRC)
Modelele atmosferice detaliate arată că unul dintre cele mai bune gaze cu efect de seră pentru a fi folosit este perfluoropropanul şi cantitatea totală necesară este de aproximativ 26 000 de ori mai mare decât a gazelor similare (CFC, perfluorocarbon şi hidrofluorocarbon) eliberate pe Pământ de industrie în fiecare an. Asta înseamnă că nu putem produce aceste gaze pe Pământ şi apoi să le livrăm pe Marte. În schimb, aceste gaze ar trebui produse pe Marte. Astfel, teraformarea planetei Marte ar demara, cel mai probabil, atunci când am începe colonizarea lui Marte şi ar exista atât puterea tehnologică, cât şi cea industrială pentru a crea factorii necesari producerii gazelor cu efect de seră.
În prezent, gazele cu efect de seră schimbă Pământul în mod drastic şi nedorit, astfel încât utilizarea lor pe Marte ar părea iresponsabilă sau pur şi simplu greşită. Totuşi, schimbarea climatului pe Pământ este nedorită deoarece există deja un ecosistem foarte evoluat care este intim legat de climat. Dar pe Marte nu există un asemenea ecosistem: investigaţiile chimice şi fotografice au arătat că viaţa nu proliferează pe Marte şi nu îi controlează mediul. Ar putea exista organisme în stare latentă sau organisme ce trăiesc în subteran. Ca buni exploratori şi oameni de ştiinţă şi în concordanţă cu tratatul de protecţie planetară, ar trebui să explorăm metodic planeta Marte în căutarea eventualelor forme de viaţă existente înainte de a contamina investigaţiile noastre ştiinţifice cu organisme terestre sau să provocăm o competiţie între viaţa terestră şi cea marţiană.
Marte teraformat
Pentru imagine, mulţumim Michael
Carroll / stock-space-images.com
În mod obligatoriu, în primele stadii ale teraformării ne aşteptăm ca Marte să revină la felul în care era în istoria sa timpurie – când ar fi început viaţa – dând astfel supravieţuitorilor activi sau organismelor în stare latentă o şansă pentru a ieşi din hibernare şi a recrea biosfera.
O discuţie despre teraformare ar fi incompletă dacă nu s-ar pune întrebarea: “Avem dreptul?”. Doar pentru că teraformarea este fezabilă tehnologic şi nu ar distruge direct un ecosistem nu înseamnă neapărat că ar trebui să o facem. Marte este frumoasă şi interesantă şi poate ar trebui să o lăsăm aşa cum este pentru a permite studiul ei generaţiilor următoare şi pentru a conserva frumuseţea ei actuală. Aş argumenta că viaţa este cel mai valoros şi cel mai frumos lucru pe care îl ştim, şi răspândirea sa peste tot în sistemul nostru solar este cel mai important lucru pe care ar trebui să îl facem! Prezenţa vieţii pe Pământ este ceea ce îl face să fie unic, şi prezenţa vieţii este ceea ce permite existenţa vieţii noastre.
Teraformarea planetei Marte ne-ar permite să colonizăm şi să explorăm planeta mult mai uşor, fiind nevoie să purtăm doar măşti cu oxigen, fără a mai fi nevoie de costumele spaţiale în atmosfera cu presiune mare.
Acum o sută de ani, astronomii credeau că văd apă şi vegetaţie pe Marte. Se înşelau la vremea respectivă, dar poate că vedeau doar viitorul.
Review
O caracteristică cheie a literaturii ştiinţifico-fantastice de calitate este, indiferent de cât de bizară ar fi ideea, că ea trebuie să fie realizabilă din punct de vedere teoretic, astfel încât la o dată viitoare dezvoltarea tehnologiei să transforme ficţiunea futuristă într-un fapt comun vieţii de zi cu zi. Margarita Marinova de la Caltech detaliază fezabilitatea conceptului aparent SF al teraformării Planetei Roşii în ceva mai apropiat de Planeta noastră Albastră, în speranţa susţinerii vieţii (umane).
Cei mai mulţi studenţi au un interes de la sine înţeles în problemele astronomice ca şi în problemele de mediu înconjurător, şi articolul oscilează cu abilitate între ambele domenii, încorporând aspecte ale celor trei căi tradiţionale ale ştiinţei, împreună cu geologia. De asemenea, există şi posibilitatea de a trata etica teraformării în lecţii de educaţie personală, socială şi de sănătate. Alternativ, artiştii ar putea crea ilustraţii ale felului în care ar putea arăta Planeta Roşie proaspăt înverzită şi să le compare cu ilustraţiile create la mijlocul secolului trecut.
Articolul îşi permite să fie un exerciţiu de înţelegere sau un stimul pentru dezbaterea la clasă, unde pot fi gândite o varietate de întrebări ce traversează exact disciplinele tradiţionale ale ştiinţei. Întrebările de înţelegere ar putea include:
- Găsiţi unde în articol este menţionat “răspunsul pozitiv (eng. “positive feedback”)”. Explicaţi ce înseamnă acest lucru în cntextul articolului. Daţi un alt exemplu de răspuns pozitiv (nu din articol). Este întotdeauna bun rezultatul răspunsului pozitiv?
- Care sunt cele trei metode de încăłzire a Planetei Roşii menţionate? Care sunt posibilele argumente pro şi contra pentru fiecare?
- Cum s-ar schimba scala timpului uman dacă am locui pe Marte? Cum ar fi duratele zilei şi nopţii comparate? Am mai avea anotimpuri? Cât de lung ar fi un an? Cum este gravitaţia lui Marte faţă de cea a Pământului şi ar avea aceasta vreun efect asupra sportului marţian, de exemplu?
Se poate intra şi în domeniul drepturilor morale şi a consecinţelor negative în teraformarea unei planete. Marea întrebare “avem dreptul?” ar trebui să genereze o mare discuţie, şi elevii ar putea fi întrebaţi dacă răspunsul lor la această întrebare ar putea depinde de circumstanţe. De exemplu, ar mai fi greşit moral să teraformam Marte dacă viaţa pe planeta noastră natală ar fi în declin şi specia umană nu ar mai avea alt loc unde să plece? Aşa cum s-a menţionat mai sus, aceasta ar putea fi o parte a unei dezbateri de etica în lecţiile de educaţie personală, socială şi pentru sănătate, şi un exemplu la o scară mai mare decât dezbaterea standard “dreptul la viaţă” care tinde să fie folosită ori de câte ori domeniul ştiinţei se întâlneşte cu cel al eticii.
Pe lângă faptul că este o bună introducere în acest subiect, articolul este un folositor punct de început pentru o cercetare ulterioară pentru elevii interesaţi de această idee. Ar putea dori să vadă filmul Un adevăr incomod (eng. “An Inconvenient Truth”), în care Al Gore discută gazele cu efect de seră şi sugerează cum s-ar putea transforma acest rău spre bine în problema schimbării globale a climatului. Sau ar putea să studieze mai departe planeta Marte: de unde ştim ceea ce ştim despre Marte, ştiind că nici un om nu a pus piciorul până acum pe Marte? Care sunt planurile curente în ceea ce priveşte trimiterea de misiuni cu personal uman pe Marte? Care sunt provocările unei asemenea misiuni şi cum sunt acestea în comparaţie cu provocările din anii ’60 şi ’70 pentru a trimite oameni pe Lună? În sfârşi, elevii ar putea fi rugaţi să dea exemple de fapte SF istorice care au devenit realităţi ştiinţifice.
Ian Francis, Marea Britanie