Научные фантасты уже много лет описывают процесс терраформирования (создания земной среды на другой планете) в книгах. Учёные же рассматривают терраформирование как необходимость для обеспечения долгосрочной колонизации Марса. И первые, и вторые согласны, что необходим газообразный диоксид углерода (СO2) для сгущения атмосферы и действия в качестве “одеяла” для нагрева планеты.
Тем не менее, согласно новому исследованию, проведённому NASA, Марс не может удержать достаточное количество углекислого газа, который можно было бы использовать, чтобы нагреть Марс. Преобразование неприветливой среды Марса в место, где астронавты могли бы заниматься исследованиями без систем жизнеобеспечения невозможно без технологий, которые выходят за рамки сегодняшних возможностей.
Хотя нынешняя марсианская атмосфера сама по себе состоит в основном из СO2, она слишком тонкая и холодная, чтобы там могла находиться вода в жидком состоянии (а это – неотъемлемый ингредиент для жизни). На Марсе давление атмосферы составляет менее одного процента от давления земной атмосферы. Любая жидкая вода на поверхности очень быстро испаряется или замерзает.
Сторонники терраформирования Марса предлагают использовать газы из разных источников на красной планете для сгущения её атмосферы и повышения температуры до такой степени, чтобы жидкая вода могла существовать на поверхности. Эти газы называются «парниковыми газами».
«CO2 и водяной пар (H2O) являются единственными парниковыми газами, которые, вероятно, будут присутствовать на Марсе в достаточном количестве, чтобы обеспечить какое-либо потепление», – сказал Брюс Якоски из Университета Колорадо.
Хотя исследования, изучающие возможность терраформирования Марса, проводились много лет назад, новые результаты наблюдений немного изменили картину. «Эти исследования предоставили существенно новую информацию о СО2 и Н2О на планете, о наличии летучих веществ, запертых на поверхности и под поверхностью, и улетучивании газов из атмосферы в космос», – заявил соавтор исследования Кристофер Эдвардс из Университета Северной Аризоны.
Исследователи проанализировали обилие углеродсодержащих минералов и наличие СО2 в полярном льду с использованием данных космических аппаратов NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» и «Mars Odyssey» и использовали данные о потере Марсом атмосферы с помощью аппарата MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission). «Наши результаты свидетельствуют о том, что на Марсе недостаточно CO2, чтобы обеспечить значительное потепление, кроме того, большая часть газа CO2 недоступна. В результате этого терраформирование Марса невозможно при использовании современных технологий», – сказал Якоски.
Хоть Марс и имеет значительное количество водяного льда, который можно использовать для создания водяного пара, предыдущие исследования показывают, что вода не может обеспечить значительное потепление сама по себе. По словам учёных, температура на планете не позволит достаточному количеству водяного пара сохраниться в атмосфере. Кроме того, другие газы, такие как хлорфторуглерод и любые соединения на основе фтора, которые были предложены для повышения атмосферной температуры, являются недолговечными и потребуют крупномасштабных производственных процессов – поэтому и не учитывались в исследовании.
Атмосферное давление на Марсе составляет около 0,6 процента от земного. Наиболее доступным источником CO2 являются полярные шапки. Однако, согласно новому исследованию, испарение ледяных шапок позволит лишь удвоить давление на Марсе (1,2 процента от земного).
Другим источником CO2 является марсианский грунт. По оценкам исследователей, нагрев грунта может обеспечить до 4 процентов от необходимого давления. Третий источник – это углерод, находящийся в месторождениях полезных ископаемых. По оценкам команды NASA, углерода хватит лишь для обеспечения около 5 процентов от требуемого давления, в зависимости от того, насколько обширные залежи находятся вблизи поверхности.
Углеродсодержащие минералы, зарытые глубоко в марсианской коре, могут содержать достаточное количество СО2 для достижения необходимого давления, но их количество неизвестно, и их добыча с использованием современных технологий будет чрезвычайно энергоёмкой. А те углеродсодержащие минералы, что находятся в доступных местах, недостаточно обильны, чтобы внести значительный вклад в потепление, и требуют такой же интенсивной обработки.
Хоть поверхность современного Марса враждебна для известных на сегодняшний день форм жизни, особенности рельефа, которые напоминают сухие русла рек и минеральные отложения, которые образуются только в присутствии жидкой воды, свидетельствуют о том, что в далёком прошлом марсианский климат способствовал существованию жидкой воды на поверхности. Но солнечная радиация и солнечный ветер могут негативно влиять как на водяной пар, так и на СО2 в атмосфере Марса. Как MAVEN, так и миссия Европейского космического агентства показывают, что большая часть древней, потенциально обитаемой атмосферы Марса была уничтожена солнечным ветром и излучением. Даже если бы сейчас удалось остановить улетучивание газов каким-либо образом, позволяя атмосфере медленно утолщаться из-за дегазации, вызванной геологической активностью, потребовалось бы около 10 миллионов лет, чтобы удвоить нынешнюю атмосферу Марса.
Другая идея заключается в том, чтобы привнести летучие вещества, направляя кометы и астероиды на поверхность Марса. Однако расчёты показывают, что потребуются многие тысячи астероидов и комет – но и это не очень практично.
В совокупности результаты показывают, что невозможно терраформировать Марс при нынешнем уровне технологий. Любые подобные усилия принесут результат лишь в далёком будущем.
Источник: nasa.gov
Перевод: Арушанян Артур
