RW Space

Авторы научной фантастики долгое время считали, что терраформирование является ключевым процессом для создания земной или обитаемой среды на другой планете. Ученые также рассматривали вариант использования терраформирования с целью обеспечить долгосрочную колонизацию Марса. Как вариант и те и те предлагали осуществить выброс из под поверхностного слоя газообразного диоксида углерода, обнаруженного на Марсе ранее, для сгущения атмосферы и последующего нагрева планеты.

Тем не менее, согласно новому исследованию, проведенному учеными NASA, Марс не содержит достаточного для нагрева планеты количества углекислого газа даже в случае возвращения его в атмосферу. Преобразование неприветливой среды Марса в место, где астронавты могли бы заниматься исследованиями без поддержки с Земли пока невозможно без технологий будущего.

Несмотря на то, что нынешняя марсианская атмосфера сама по себе состоит в основном из двуокиси углерода, она слишком тонка и холодна для обеспечения существования воды в жидком состоянии на поверхности — неотъемлемого компонента для жизни на любой планете. На Марсе давление атмосферы составляет менее одного процента давления земной атмосферы. Любая жидкая вода на поверхности очень быстро испаряется или замерзает.

Сторонники терраформирования Марса предлагают выпускать газы из разных источников на Красной планете для сгущения атмосферы и повышения температуры до такой степени, что жидкая вода стала бы стабильным фактором на поверхности. Эти газы называются «парниковыми газами» так как обладают способность удерживать тепло и утеплять климат.

«Двуокись углерода (CO2) и водяной пар (H2O) являются единственными парниковыми газами, которые, вероятно, будут присутствовать на Марсе в достаточном количестве для того, чтобы обеспечить любое значительное потепление парниковых газов», — сказал Брюс Якоски из Университета Колорадо, Боулдер, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Astronomy 30 июля.

Не смотря на то, что исследования, изучающие возможность терраформирования Марса, проводились и ранее, новый результат основан на около двадцатилетнем периоде дополнительных наблюдений космических станций на орбите Марса. «Эти данные предоставили существенно новую информацию об истории легко испаряемых (летучих) материалах, таких как СО2 и Н2О, помогли узнать объем летучих веществ как на поверхности так и под ней и позволили определить каким образом газ уходит из атмосферы в космическое пространство», — поделился своим мнением соавтор исследования Кристофер Эдвардс из Университета Северной Аризоны.

На основании данных зондов MRO и Mars Odyssey исследователи проанализировали обилие углеродосодержащих минералов и появление СО2 в полярном льду Марса, а космический аппарат MAVEN помог выявить данные о потере атмосферы.

«Результаты нашего исследования говорят о том, что на Марсе недостаточно CO2 для того, чтобы обеспечить значительное потепление парниковых газов, кроме того, большая часть газа CO2 не доступна и не может быть легко мобилизована. Терраформирование Марса не возможно с использованием текущих технологий», — сообщил Якоски.

Не смотря на то, что Марс обладает значительными объемами ледников, которые можно использовать для создания водяного пара, предыдущие анализы показывают, что вода не может обеспечить значительное потепление сама по себе. По словам команды, температура планеты не позволяет достаточному количеству воды сохраняться в виде пара без предварительного прогрева CO2. Даже если предположить выведение в атмосферу других газов с целью повышения ее температуры — хлорфторуглеродов или других соединений на основе фтора, то все это будет абсолютно бесполезно так как эти газы являются недолговечными и потребуют крупномасштабных производственных процессов.

Атмосферное давление на Марс составляет около 0,6 процента от земного. Исследователи полагают, что когда Марс находится дальше от Солнца, то для повышения температуры, достаточной для обеспечения на поверхности воды в жидком состоянии, требуется давление CO2, подобное общему атмосферному давлению Земли. Наиболее доступным источником является CO2 являются ледники на полюсах планеты, испарение которых может вывести газ в атмосферу. Однако, согласно новому исследованию, испарение ледяных шапок выведет на поверхность столько CO2, что марсианское давление вырастет 1,2 процента земного.

Другим источником является CO2, прикрепленный к пылевым частицам в марсианской почве, которые можно нагревать до выхода газа. По оценкам исследователей, нагрев почвы может обеспечить до 4 процентов необходимого давления. Третий источник — это углерод, заблокированный в месторождениях полезных ископаемых. По оценкам команды NASA на месторождениях полезных ископаемых, по оценкам команды, можно получить менее 5 процентов от требуемого давления в зависимости от того, насколько обширны залежи скрытые под поверхностью планеты.

Углеродсодержащие минералы, скрытые глубоко в марсианской коре, могут содержать достаточное количество СО2 для достижения необходимого давления, но степень этих глубоких отложений неизвестна, орбитальных данных не достаточно. Более того, для извлечения газа с такой глубины потребуется чрезвычайно энергоемкая технология, требующая возможность нагрева поверхности до более трехсот градусов по Цельсию. К тому же углеродсодержащие минералы недостаточно обильны для того, чтобы вносить значительный вклад в потепление парниковых газов и требуют интенсивной обработки.

Однако, не смотря на то, что поверхность Марса является негостеприимной для известных сегодня форм жизни, на планете присутствуют особенности, которые свидетельствуют о том, что в далеком прошлом марсианский климат способствовал существованию жидкой воды на поверхности планеты. На это указывают и сухие русла рек, и минеральные отложения, которые образуются только в присутствии жидкой воды. Тем не менее, в нынешнем состоянии солнечная радиация и солнечный ветер способны выветривать как водяной пар, так и СО2 из атмосферы Марса. Данные MAVEN и MRO показывают, что большая часть древней, потенциально обитаемой атмосферы Марса была попросту унесена в космос, уничтожена солнечным ветром и излучением. В таком случае вода и CO2 исчезли с поверхности планеты навсегда. Даже если эта потеря была бы предотвращена каким-то невиданным образом, а атмосфера медленно расширялась в результате из-за дегазации в процессе геологической активности, текущая дегазация планеты чрезвычайно низка. По данным команды ученых потребовалось бы около 10 миллионов лет для того, чтобы удвоить нынешний уровень атмосферы Марса.

Другая идея заключалась в том, чтобы импортировать летучие вещества, перенаправляя кометы и астероиды на поверхность Марса. Однако и здесь расчеты ученых показали, что для этого потребуется бомбардировка планеты множеством тысяч объектов, что выглядит как минимум не практично.

Таким образом, все в совокупности результаты данного исследования указывают на то, что терраформирование Марса невозможно с использованием технологий настоящего времени, и далеко не факт что это будет возможно и оправдано в далеком будущем.

Источник: phys

_{Редакция: Колупаев Дмитрий}