Οικοσύνθεση στον Άρη

7) Το αρχικό στάδιο εφαρμοσμένης πλανητικής μηχανικής

οικοσύνθεση στον Άρη

Στον παρακάτω πίνακα δίδονται συγκριτικά μερικές φυσικές παράμετροι του Άρη και της γης. Ο ρυθμός περιστροφής (και επομένως η διάρκεια της ημέρας) και η εκλειπτική γωνία των δύο πλανητών είναι εντυπωσιακά όμοια. Η βαρύτητα επιφάνειας και η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι χαμηλότερες στον Άρη από τη γη, αλλά η διάρκεια του έτους και η τροχιακή εκκεντρικότητα είναι μεγαλύτερες.


Συγκριτικός πίνακας Άρη- Γης

Καμία από αυτές τις διαφορές δεν αποτελεί πρόβλημα για την πλανητική οικοσύνθεση. Ο Άρης μπορεί να καταστεί κατοικήσιμος πλανήτης με την αλλαγή της σύνθεσής του και της πυκνότητας της ατμόσφαιράς του. Αυτές οι αλλαγές θα αυξήσουν τη μέση επιφανειακή θερμοκρασία, θα μειώσουν το εύρος της θερμοκρασίας στην επιφάνεια, και θα μειώσουν το επίπεδο της υπεριώδους ακτινοβολίας που θα φτάνει στην επιφάνεια.

Οι κύριες μέθοδοι εφαρμοσμένης πλανητικής μηχανικής για τον Άρη θα είναι η κατασκευή και η απελευθέρωση θερμοκηπικών αερίων, όπως υπερφθοράνθρακες από τα υλικά του εδάφους, και η ενδεχόμενη χρήση κατόπτρων που θα τεθούν σε κατάλληλη τροχιά ώστε να αυξηθεί το ποσό ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια του πλανήτη. Εάν χρησιμοποιηθούν και οι δύο μέθοδοι, επιφανειακή θερμοκρασία του Άρη αυξηθεί τόσο με την αύξηση του ποσού ηλιακής ακτινοβολίας που θα φτάνει στην επιφάνεια, όσο και με την συγκράτηση της ενέργειας της ακτινοβολίας μέσω του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ο άμεσος στόχος και των δύο μεθόδων θα είναι η απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα του διοξειδίου του άνθρακα που βρίσκεται υπό μορφή πάγου στους πόλους ή που είναι παγιδευμένος στα επιφανειακά πετρώματα. Το απελευθερωμένο διοξείδιο του άνθρακα θα αυξήσει την ατμοσφαιρική πίεση και θα θερμάνει περαιτέρω τον πλανήτη με την ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Εκτιμήσεις για την ποσότητα αυτού του διοξειδίου του άνθρακα ποικίλλουν από 2 έως 200 kPa (20 έως 2000mbar), αλλά για τον στόχο της πλανητικής οικοσύνθεσης ένα ποσό 10 έως 40 kPa (100 έως 400 mbar) θα ήταν επαρκές για τα αρχικά στάδια. Εκτός από την αύξηση της επιφανειακής θερμοκρασίας, μια πυκνότερη ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα θα διατηρούσε επίσης τη θερμότητα καλύτερα κατά τον κύκλο ημέρας-νύχτας και επομένως θα μείωνε το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας. Ένας στόχος θα ήταν να αυξηθεί η μέση επιφανειακή θερμοκρασία σε ένα επίπεδο ανάλογο των ξηρών κοιλάδων της Ανταρκτικής (- 20°C).
Μια πυκνότερη ατμόσφαιρα γύρω από έναν θερμότερο πλανήτη θα δημιουργούσε επίσης συνθήκες ύπαρξης υγρού νερού στην επιφάνεια του Άρη. Έχει καταδειχτεί προ καιρού ότι κάποτε υπήρχε το άφθονο υγρό νερό που έρεε στην επιφάνειά του Άρη.

Σχετικά πρόσφατα μάθαμε ότι υπάρχει άφθονο νερό στον Άρη από το φασματόμετρο ακτινοβολίας γάμμα (GRS) του διαστημικού σκάφους Mars Odyssey. Το GRS βρήκε στοιχεία ύπαρξης άφθονου υδρογόνου με τη μορφή παγωμένου νερού ένα μέτρο κάτω από την επιφάνεια του εδάφους στο νότο σε γεωγραφικό πλάτος 60°. Τα ποσοστά του πάγου ανά μάζα σε αυτό το βάθος βρέθηκε να κυμαίνεται από 20 έως 50 τοις εκατό. Άφθονος πάγος νερού ανιχνεύθηκε επίσης επάνω από γεωγραφικό πλάτος 60° στο βόρειο ημισφαίριο. Είναι σαφές λοιπόν ότι υπάρχει νερό διαθέσιμο για την οικοσύνθεση.

Ο Άρης έχει σχετικά λίγο οξυγόνο στην ατμόσφαιρά του (0.009 mbar), αλλά η συγκέντρωσή του είναι αυξημένη στην επιφάνειά του (τον ρεγόλιθο) με αποτέλεσμα να μπορεί απελευθερωθεί μοριακό οξυγόνο, όταν δημιουργηθεί ένα θερμότερο και υγρότερο κλίμα. Το καθαρό οξυγόνο που θα απελευθερωνόταν στην ατμόσφαιρα θα ήταν λίγο, πιθανώς λιγότερο από 2 mbar, αλλά το γεγονός ότι η επιφάνεια είναι οξειδωμένη διευκολύνει την διαδικασία οικοσύνθεσης. Το οξυγόνο που θα παράγεται από φωτοσυνθετικούς μικροοργανισμούς θα μπορεί να εισαχθεί στην ατμόσφαιρα για να αυξηθούν τα επίπεδα οξυγόνου και όζοντος παρά να προκαλεί την οξείδωση μετάλλων, όπως συνέβη κάποτε στη γη.
Καθώς το αρχικό στάδιο εφαρμοσμένης πλανητικής μηχανικής θα πλησιάζει στο τέλος του, η ατμοσφαιρική πίεση στον Άρη θα φθάσει στο 10 έως 40 kPa.

Η ατμόσφαιρα θα αποτελείται κατά ένα μεγάλο μέρος από το διοξείδιο του άνθρακα με μικρές ποσότητες αζώτου, αργού, υδρατμών, και οξυγόνου. Οι μέσες θερμοκρασίες της επιφάνειας σε μερικές περιοχές θα φτάνουν τους - 20°C και διακύμανση της θερμοκρασίας θα έχει μειωθεί. Τα αέρια που θα παράγουν το φαινόμενο θερμοκηπίου θα παρέχουν επίσης προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία. Υγρό νερό είναι πλέον υπαρκτό στην επιφάνεια. Το νερό θα κάνει κύκλο μέσω της ατμόσφαιρας και θα επιστρέφει στην επιφάνεια ως βροχή, χιόνι ή χαλάζι. Πιθανώς θα συλλέγεται σε κοιλότητες και κρατήρες και μπορεί να παρατηρείται ροή νερού σε αρχαία κανάλια κατά τη διάρκεια των καλοκαιριών. Τότε θα έχουν τεθεί οι βάσεις για την εισαγωγή του πρώτου οικοσυστήματος.

  Δείτε τη συνέχεια: επόμενο
Ή μεταβείτε στην ενότητα: