Terraformare - construirea unui nou Pământ într-un loc nou

Într-o zi se poate dovedi că, în cazul unei catastrofe globale, nu va fi posibilă restabilirea civilizației pe Pământ sau revenirea la starea în care se afla înainte de amenințare. Merită să avem o lume nouă în rezervă și să construim totul din nou acolo - mai bine decât am făcut-o pe planeta noastră natală. Cu toate acestea, nu știm despre corpuri cerești gata pentru așezarea imediată. Trebuie să ținem cont de faptul că va fi nevoie de ceva muncă pentru a pregăti un astfel de loc.

1. Coperta povestirii „Coliziune pe orbită”

Terraformarea unei planete, a unei luni sau a unui alt obiect este procesul ipotetic, nicăieri altundeva (din câte știm noi), de a schimba atmosfera, temperatura, topografia suprafeței sau ecologia unei planete sau a altui corp ceresc pentru a se asemăna cu mediul Pământului și a-l face potrivit. pentru viața terestră.

Conceptul de terraformare a evoluat atât în ​​domeniu, cât și în știința reală. Termenul în sine a fost introdus Jack Williamson (Will Stewart) în nuvela „Collision Orbit” (1), publicată în 1942.

Venus este rece, Marte este cald

Într-un articol publicat în revista Science în 1961, astronomul Carl Sagan propus. El și-a imaginat să planteze în atmosfera sa alge care să transforme apa, azotul și dioxidul de carbon în compuși organici. Acest proces va elimina dioxidul de carbon din atmosferă, ceea ce va reduce efectul de seră până când temperatura scade la un nivel confortabil. Excesul de carbon va fi localizat pe suprafața planetei, de exemplu, sub formă de grafit.

Din păcate, descoperirile ulterioare despre condițiile lui Venus au arătat că un astfel de proces este imposibil. Numai pentru că norii de acolo constau dintr-o soluție foarte concentrată de acid sulfuric. Chiar dacă teoretic algele ar putea prospera în mediul ostil al atmosferei superioare, atmosfera în sine este pur și simplu prea densă - presiunea atmosferică ridicată ar produce oxigen molecular aproape pur, iar carbonul ar arde, eliberând COXNUMX.₂.

Cu toate acestea, cel mai adesea vorbim despre terraformare în contextul potențialei adaptări a lui Marte. (2). Într-un articol „Planetary Engineering on Mars” publicat în jurnalul Icarus în 1973, Sagan consideră că Planeta Roșie este un loc potențial locuibil pentru oameni.

2. Viziune pentru următoarele etape de terraformare a lui Marte

Trei ani mai târziu, NASA a abordat oficial problema ingineriei planetare, folosind termenul „ecosinteză planetară". Un studiu publicat a concluzionat că Marte ar putea susține viață și ar putea deveni o planetă locuibilă. În același an, a fost organizată prima sesiune a conferinței de terraformare, cunoscută atunci și sub denumirea de „modelare planetară”.

Cu toate acestea, abia în 1982 cuvântul „terraformare” a început să fie folosit în sensul său modern. Planetolog Christopher McKay (7) a scris „Terraforming Mars”, care a apărut în Journal of the British Interplanetary Society. Lucrarea a discutat despre perspectivele de autoreglare a biosferei marțiane, iar cuvântul folosit de McKay a devenit de atunci cel preferat. În 1984 James Lovelock i Michael Allaby a publicat cartea Greening Mars, una dintre primele care a descris o nouă metodă de încălzire a planetei Marte folosind clorofluorocarburi (CFC) adăugate în atmosferă.

În total, s-au purtat deja o mulțime de cercetări și discuții științifice despre posibilitatea de a încălzi această planetă și de a-i schimba atmosfera. Interesant este că unele metode ipotetice de transformare a lui Marte ar putea fi deja în limitele capacităţilor tehnologice ale omenirii. Cu toate acestea, resursele economice necesare pentru aceasta vor fi mult mai mari decât orice guvern sau societate este dispusă în prezent să le aloce în acest scop.

Abordare metodică

După ce teraformarea a intrat într-o circulație mai largă de concepte, sfera sa de aplicare a început să fie sistematizată. În 1995 Martin J. Fogg (3) în cartea sa „Terraforming: Engineering the Planetary Environment” a oferit următoarele definiții pentru diverse aspecte legate de acest domeniu:

• inginerie planetară - utilizarea tehnologiei pentru a influența proprietățile globale ale planetei;
• geoinginerie - inginerie planetară aplicată specific Pământului. Acesta acoperă doar acele concepte de macro-inginerie care implică modificarea anumitor parametri globali, cum ar fi efectul de seră, compoziția atmosferică, radiația solară sau fluxul de șoc;
• terraformarea - un proces de inginerie planetară, care vizează, în special, creșterea capacității unui mediu planetar extraterestru de a susține viața într-o stare cunoscută. Realizarea finală în acest domeniu va fi crearea unui ecosistem planetar deschis care imită toate funcțiile biosferei terestre, pe deplin adaptat pentru locuirea umană.

Fogg a dezvoltat, de asemenea, definiții ale planetelor cu diferite grade de compatibilitate în ceea ce privește supraviețuirea umană pe ele. El a distins planetele:

• locuit () - o lume cu un mediu suficient de asemănător cu Pământul, încât oamenii să poată trăi confortabil și liber în ea;
• biocompatibil (BP) - planete cu parametri fizici care permit vieții să înflorească pe suprafața lor. Chiar dacă inițial sunt lipsiți de el, pot conține o biosferă foarte complexă fără a fi nevoie de terraformare;
• uşor terraformate (ETP) - planete care pot deveni biocompatibile sau locuibile și pot fi susținute de un set relativ modest de tehnologii și resurse de inginerie planetară stocate pe o navă spațială din apropiere sau pe o misiune robotică precursoare.

Fogg sugerează că în tinerețe, Marte era o planetă compatibilă biologic, deși în prezent nu se încadrează în niciuna dintre cele trei categorii - teraformarea ei este dincolo de ETP, prea dificilă și prea scumpă.

A avea o sursă de energie este o cerință absolută pentru viață, dar ideea viabilității imediate sau potențiale a unei planete se bazează pe multe alte criterii geofizice, geochimice și astrofizice.

De un interes deosebit este setul de factori care, pe lângă organismele mai simple de pe Pământ, susțin organisme multicelulare complexe. animale. Cercetările și teoriile în acest domeniu fac parte din știința planetară și astrobiologie.

Puteți folosi întotdeauna termonucleare

În foaia sa de parcurs pentru astrobiologie, NASA definește principalele criterii de adaptare ca fiind în primul rând „resurse adecvate de apă lichidă, condiții care favorizează agregarea moleculelor organice complexe și surse de energie pentru a susține metabolismul”. Când condițiile de pe planetă devin potrivite pentru viața unei anumite specii, poate începe importul vieții microbiene. Pe măsură ce condițiile se apropie de cele terestre, acolo poate fi introdusă și viața vegetală. Acest lucru va accelera producția de oxigen, ceea ce, teoretic, va face planeta capabilă în sfârșit să susțină viața animală.

Pe Marte, lipsa activității tectonice a împiedicat recircularea gazelor din sedimentele locale, ceea ce este favorabil atmosferei de pe Pământ. În al doilea rând, se poate presupune că absența unei magnetosfere cuprinzătoare în jurul Planetei Roșii a dus la distrugerea treptată a atmosferei de către vântul solar (4).

4 Magnetosfera slabă nu protejează atmosfera marțiană

Convecția în miezul lui Marte, care este în mare parte fier, a creat inițial un câmp magnetic, cu toate acestea dinamo-ul a încetat de mult să mai funcționeze, iar câmpul marțian a dispărut în mare parte, posibil din cauza pierderii de căldură a miezului și solidificării. Astăzi, câmpul magnetic este o colecție de câmpuri locale mai mici, asemănătoare unei umbrele, mai ales în jurul emisferei sudice. Rămășițele magnetosferei acoperă aproximativ 40% din suprafața planetei. Rezultatele cercetării misiunii NASA specialist arată că atmosfera este curățată în primul rând de ejecțiile de masă coronală solară care bombardează planeta cu protoni de înaltă energie.

Terraformarea lui Marte ar trebui să implice două procese mari simultane - crearea unei atmosfere și încălzirea acesteia.

O atmosferă mai groasă de gaze cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon, va opri radiația solară. Deoarece temperatura crescută va adăuga gaze cu efect de seră în atmosferă, aceste două procese se vor întări reciproc. Cu toate acestea, dioxidul de carbon singur nu ar fi suficient pentru a menține temperatura peste punctul de îngheț al apei - ar fi nevoie de altceva.

O altă sondă marțiană care a primit recent un nume perseverență și va fi lansat anul acesta, va lua încercând să genereze oxigen. Știm că o atmosferă rarefiată conține 95,32% dioxid de carbon, 2,7% azot, 1,6% argon și aproximativ 0,13% oxigen, plus multe alte elemente în cantități și mai mici. Experimentul cunoscut ca Veselie (5) se utilizează dioxid de carbon și se extrage oxigenul din acesta. Testele de laborator au arătat că acest lucru este în general posibil și fezabil din punct de vedere tehnic. Trebuie să începi de undeva.

5. Module galbene pentru experimentul MOXIE pe roverul Perseverance.

șeful SpaceX, Elon Musk, nu ar fi el însuși dacă nu și-ar pune cei doi cenți în discuția despre terraformarea lui Marte. Una dintre ideile lui Musk este să coboare la polii marțieni. bombe cu hidrogen. Un bombardament masiv, în opinia sa, ar crea multă energie termică prin topirea gheții, iar aceasta ar elibera dioxid de carbon, care ar crea un efect de seră în atmosferă, captând căldura.

Câmpul magnetic din jurul lui Marte va proteja marsonauții de razele cosmice și va crea un climat blând pe suprafața planetei. Dar cu siguranță nu poți pune o bucată uriașă de fier lichid în ea. Prin urmare, experții oferă o altă soluție - insert w librari de puncte L1 în sistemul Marte-Soare mare generator, care va crea un câmp magnetic destul de puternic.

Conceptul a fost prezentat la atelierul Planetary Science Vision 2050 de Dr. Jim Green, director al Diviziei de Științe Planetare, divizia de explorare planetară a NASA. În timp, câmpul magnetic ar duce la o creștere a presiunii atmosferice și a temperaturilor medii. O creștere de doar 4°C ar topi gheața în regiunile polare, eliberând CO stocat₂aceasta va provoca un puternic efect de seră. Apa va curge din nou acolo. Potrivit creatorilor, timpul real pentru implementarea proiectului este 2050.

La rândul său, soluția propusă în iulie anul trecut de cercetătorii de la Universitatea Harvard nu promite terraformarea întregii planete deodată, dar ar putea fi o metodă în faze. Oamenii de știință au venit cu ridicarea cupolelor realizate din straturi subtiri de aerogel de silice, care ar fi transparente si in acelasi timp sa ofere protectie impotriva radiatiilor UV si sa incalzeasca suprafata.

În timpul simulării, s-a dovedit că un strat subțire de aerogel de 2-3 cm este suficient pentru a încălzi suprafața cu până la 50 °C. Dacă alegem locurile potrivite, atunci temperatura fragmentelor de pe Marte va crește la -10 ° C. Va fi în continuare scăzut, dar într-un interval pe care îl putem gestiona. Mai mult, probabil că ar menține apa din aceste regiuni în stare lichidă tot timpul anului, ceea ce, combinat cu accesul constant la lumina solară, ar trebui să fie suficient pentru ca vegetația să efectueze fotosinteza.

Terraformarea ecologică

Dacă ideea de a recrea Marte ca să arate ca Pământul sună fantastic, atunci potențiala terraformare a altor corpuri cosmice ridică nivelul fantasticului la al n-lea grad.

Venus a fost deja menționată. Mai puțin cunoscute sunt considerentele terraformarea lunii. Geoffrey A. Landis de la NASA a calculat în 2011 că crearea unei atmosfere în jurul satelitului nostru cu o presiune de 0,07 atm din oxigen pur ar necesita o aprovizionare de 200 de miliarde de tone de oxigen de undeva. Cercetătorul a sugerat că acest lucru ar putea fi realizat folosind reacții de reducere a oxigenului din rocile lunare. Problema este că, din cauza gravitației scăzute, o va pierde rapid. În ceea ce privește apa, planurile anterioare de a bombarda suprafața lunară cu comete ar putea să nu funcționeze. Se pare că există o mulțime de H local în solul lunar₂0, mai ales în jurul Polului Sud.

Alți posibili candidați pentru terraformare - poate doar parțială - sau paraterraformare, care constă în crearea pe corpuri spațiale extraterestre habitate închise pentru oameni (6) acestea sunt: ​​Titan, Callisto, Ganymede, Europa și chiar Mercur, luna lui Saturn Enceladus și planeta pitică Ceres.

6. Viziunea artistică a terraformării parțiale

Dacă mergem mai departe, la exoplanete, printre care întâlnim din ce în ce mai mult lumi cu mare asemănare cu Pământul, atunci intrăm brusc într-un nivel cu totul nou de discuție. Putem identifica planete precum ETP, BP și poate chiar HP acolo la distanță, adică. cele pe care nu le avem în sistemul solar. Atunci realizarea unei astfel de lumi devine o problemă mai mare decât tehnologia și costurile terraformării.

Multe propuneri de inginerie planetară implică utilizarea bacteriilor modificate genetic. Gary King, un microbiolog al Universității de Stat din Louisiana care studiază cele mai extreme organisme de pe Pământ, notează că:

„Biologia sintetică ne-a oferit un set minunat de instrumente pe care le putem folosi pentru a crea noi tipuri de organisme care sunt special adaptate sistemelor pe care vrem să le planificăm”.

Omul de știință subliniază perspectivele pentru terraformare, explicând:

„Vrem să studiem microbii selectați, să găsim gene care sunt responsabile de supraviețuire și utilitate pentru terraformare (cum ar fi rezistența la radiații și lipsa apei) și apoi să aplicăm aceste cunoștințe pentru a crea microbi special proiectați din punct de vedere genetic”.

Omul de știință vede cele mai mari provocări în capacitatea de a selecta genetic și de a adapta microbii potriviți, considerând că ar putea dura „zece ani sau mai mult” pentru a depăși acest obstacol. El observă, de asemenea, că cel mai bun pariu ar fi să dezvolte „nu doar un fel de microbi, ci mai mulți care lucrează împreună”.

În loc de terraformare sau în plus față de terraformarea mediului extraterestră, experții au sugerat că oamenii s-ar putea adapta la aceste locuri prin inginerie genetică, biotehnologie și îmbunătățiri cibernetice.

Lisa Nipp de la MIT Media Lab's Molecular Machines Team, a spus că biologia sintetică ar putea permite oamenilor de știință să modifice genetic oamenii, plantele și bacteriile pentru a adapta organismele la condițiile de pe o altă planetă.

Martin J. Fogg, Carl Sagan oraz Robert Zubin i Richard L.S. TyloCred că a face alte lumi locuibile - ca o continuare a istoriei de viață a mediului în transformare de pe Pământ - este complet inacceptabil. datoria morală a omenirii. Ele indică, de asemenea, că planeta noastră va înceta oricum să mai fie viabilă. Pe termen lung, trebuie să iei în considerare necesitatea de a te muta.

Deși susținătorii cred că nu are nimic de-a face cu terraformarea planetelor sterile. probleme etice, există opinii că în orice caz ar fi lipsit de etică să interferezi cu natura.

Având în vedere manipularea anterioară de către umanitate a Pământului, cel mai bine este să nu expuneți alte planete activităților umane. Christopher McKay susține că teraformarea este corectă din punct de vedere etic doar atunci când suntem absolut siguri că planeta extraterestră nu ascunde viața nativă. Și chiar dacă reușim să o găsim, nu ar trebui să încercăm să o transformăm pentru uzul nostru, ci să acționăm în așa fel încât adaptează-te la această viață extraterestră. În niciun caz invers.

A se vedea, de asemenea: