Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.
Syntrichia caninervis (на фото) лишена корней. Поэтому воду этот вид мхов получает из воздуха. Для этого на конце каждого из его аналогов листьев находится ость с канавками шириной в 200 нанометров, способными конденсировать влагу из атмосферы / © Nature, Tadd Truscott
Еще в 1990-х годах исследователи установили, что Марс может быть терраформирован существующими техническими средствами — так называемыми суперпарниковыми газами вроде элегаза (гексафторид серы). Поскольку эти газы в десятки тысяч раз эффективнее СО2 как парниковые, даже небольшого их количества достаточно, чтобы запустить на четвертой планете потепление, которое растопит полярные шапки и вернет Марс в состояние теплого (вплоть до средних температур современной Земли, плюс 15) и влажного мира, каким он был миллиарды лет назад.
Однако полноценное терраформирование немыслимо без кислорода в атмосфере. Его нужно нарабатывать каким-то фотосинтетикам, и чем раньше — тем лучше, ведь этот процесс потребует долгих веков. Проблема только в том, что Красная планета сегодня имеет средние температуры в минус 63 градуса Цельсия — на 78 градусов ниже, чем на Земле.
Сходные условия бывают и на нашей планете: например, средняя температура на антарктической станции «Восток» — минус 47,4. Но даже в таких местах минимумы не уходят ниже минус 70-80 градусов. Марс в этом смысле намного жестче: даже на экваторе, где в летний полдень бывает до плюс 35, зимой ночью доходит до минус 125, а на полюсах — и до минус 153. Низкие температуры означают сухость, а именно засуха — самый страшный бич земной жизни.
Группа китайских ученых опубликовала в рецензируемом журнале The Innovation работу, в которой показала, что некоторые земные организмы способны выживать даже в таких условиях.
Изученный ими мох Syntrichia caninervis, растущий в пустыни Мохаве, был подвергнут серии экспериментов, в которых продемонстрировал способность выживать и затем возвращаться к фотосинтезу после потери более чем 98% всей воды из клеток. Причем время возвращения к фотосинтезу после таких событий у него составило всего несколько секунд после контакта с водой.
Мох оказался способным вернуться к нормальной жизнедеятельности не только после пятилетнего замораживания в темном холодильнике при минус 80, но и после погружения в жидкий азот на один месяц (минус 196 градусов). В равнинных частях Марса такой температуры не бывает. Вероятно, они случаются на самых высоких местных горах типа 20-километрового Олимпа.
Чтобы комплексно проверить выживаемость мха в марсианских условиях, его поместили в бескислородную атмосферу, полностью лишенную влаги, после чего подвергали длительному охлаждению и высокому уровню ультрафиолетового облучения.
Как и многие мхи, этот вид весьма устойчив к радиации. Имеющиеся экспериментальные данные недостаточны для понимания доз, при которых он гарантированно погибнет. Но дозу, после которой вероятность гибели равна 50%, сейчас оценивают в пять тысяч грей. Фактическая годовая доза радиации на поверхности Марса ниже этого уровня примерно в 22 тысячи раз.
Из всего этого исследователи сделали вывод: Syntrichia caninervis — многообещающий кандидат на роль растения-пионера для колонизации сложной среды, способной «заложить фундамент для строительства биологически устойчивых зон, пригодных для обитания людей вне Земли».
В то же время, разумеется, для длительного выживания такого мха на Марсе нужно попадание в грунт рядом с ним воды. Авторы новой работы описали режим увлажнения мхов после «испытаний» как один полив раз в три дня — при дневной температуре 20 градусов и плюс восемь по ночам. Если полуденная температура такого уровня на Марсе довольно обычное дело, то ночная даже летом существенно ниже.
Неясна ситуация и с режимом увлажнения: хотя многие части Марса покрыты вечной мерзлотой буквально под несколькими сантиметрами реголита, неизвестно, с какой частотой такой лед может таять и затем замерзать. Подтеки воды на склонах в некоторых районах Красной планеты в теории могут быть источниками воды в нужных для мха объемах.
Но эти подтеки умеренно распространены по планете. Следовательно, сегодня зона потенциального фотосинтеза для таких мхов существенно ограниченна. Очевидно, она серьезно расширится в случае роста средних температур после начала терраформирования.
Комментарии
> зимой ночью [нужно уточнить у марсоведов насколько правильно применять к др планете земные обозначения времён года и времени суток] доходит до минус 125 [слонов? попугаев? подсказка: градусы тоже бывают разные=)].
>подтёки - это у сантехников и студентов кулинарного техникума. У инженеров - водопроявления, у геологов, возможно, ещё как-то.
Виктор, один раз в тексте сказано, что градусы ЦЕЛЬСИЯ. Нет нужды повторять это везде. Если бы внезапно оказались не градусы Цельсия, то уточнили бы.
Мария, в научных текстах так не пишется. Точка. Сколько раз указывается числовое значение, столько же - и размерность. Специально даже придумали сокращение: °С.
Виктор, свои правила можете диктовать кому-нибудь другому.
Мария, «литредактор с красным дипломом» - это не Вы, случайно?
Виктор, ">подтёки - это у сантехников и студентов кулинарного техникума. У инженеров - водопроявления, у геологов, возможно, ещё как-то."
На сегодня в русском языке нет терминологии такого рода -- в т.ч. у геологов. Поэтому будут подтеки. Как появится терминологии -- так начнем принимать претензии.
Александр, вечерком наберу знакомому геологу. Уверен, специальное обозначение данного явления существует.
> ...фотосинтетическом организме... Это тоже научный термин?
Виктор, "Уверен, специальное обозначение данного явления существует."
А я уверен, что ни одной научной работы о нем на русском нет. Знаете, откуда я в этом уверен?
Оттуда, что я слежу за всеми научными работами по этой теме. Существуй такая -- я бы ее отписал.
Естественно, что без научный работ по тому или иному явлению устоявшейся научной терминологии на русском по нему быть не может.
Александр, загуглил на скорую руку:
- Суффозия;
- Аллювий;
- Водоток;
- Фасетка течения...
Но никак не «подтёк». Это у маляров или сантехников.
Виктор, все эти термины не имеют отношения к марсианским феноменам, которые упомянуты выше. И вы сами это знаете -- почему и не приложили ссылок, где эти слова прикладывались бы к марсианским феноменам. Более того: у нас даже специализированных работ, которые бы собственно сущность этих подтеков разбирали бы нет. На Западе по ним есть научная дискуссия, у нас -- пока нет.
Поэтому пока будет "подтек". Как появится устоявшаяся научная терминология по этому марсианскому явлению на русском -- будем принимать претензии.
Пока не появилась.
А., геолог сообщила такие варианты:
- высачивание вод (если есть, допустим, грунтовые перхлораты, способные проходить жидкую фазу при р<6мбар);
- водоток (в общем-то любое движение жидкой фазы водных растворов):
- суффозия (вымывание минералов из грунта);
- аллювий (осадочные отложения, переносимые водным потоком).
В Вики о М. есть цитаты и ссылки (лень снова перечитывать и копирывать).
«Подтёки», это уж совсем по-детски, извините...
Про «ночь» и «зиму» был не прав: термин вполне применимый к любой планете.
Виктор, варианты, не устоявшиеся в научной литературе по теме, не являются устоявшейся научной терминологией по теме, извините...
Александр, может талик или внутрипластовая вода.
Serjo, для того, чтобы дать этому феномену четкое название, нужно понимать, что это, собственно, такое. Талик ли? Суффозия ли? А может там нет выноса минералов и вода эта не от таликов, а, например, криовулканического происхождения, как это бывает на Земле?
На данный момент до определенности там сто верст до небес. И все лесом.
Виктор, перепад температур в 60°С в течение сола (марсианские сутки, около земных суток по продолжительности). Этим всё сказано (даже безотносительно других факторов), отдел сопливой фантастики в филиале больницы им. Кащенко.
Ну растопит СО2 полярных шапок, дальше что? Какое терраморфирование планеты такой массы с отсутствующим магнитным полем? Не, если, конечно на "рендеры, ориентироваться, то "и на Марсе будут яблони цвести". Этих что ли, "Звёздных войн" в ипостаси мандалорца насмотрелись, или бабло оченя хочечеться освоить? Скорее, второе, с кукухой на первое.
Андрей, "Ну растопит СО2 полярных шапок, дальше что? "
А дальше тает водный лед, запуская гидрологический цикл.
"Какое терраморфирование планеты такой массы с отсутствующим магнитным полем?"
Магнитное поле, вопреки тиражируемым в научпопе мифам, не имеет никакого отношения к терраформированию, плотности атмосферы и т.д. Самая плотная атмосфера на планетах земной группы (как и на спутниках) известна как раз у небесных тел вообще без магнитного поля. В целом, магнитное поле не обязательно для поддержания обитаемости ни в каком отношении.
Александр, проблема не в плотности атмосферы, а её составе. Без магнитного поля будут "сдаваться" солнечным ветром "лёгкие" газы, в первую очередь водород. Если говорить именно о терраформирования. Ещё одна Венера людям как-то без нужды
Тимур, дело как раз в том, что такой проблемы нет -- ибо в атмосфере Земли просто нет водорода. У нас есть водяной пар, но вес молекулы воды 18, просто так и не унесешь, и, главное, атмосфера планеты земного типа устроена так, что стратосфера в ней сухая. А раз она сухая, то терять из нее воду не получится.
"Ещё одна Венера людям как-то без нужды"
Причины потери водой Венеры -- никак не магнитное поле. Вы обратите внимание: азот никак тяжелым газом не назвать, но азота в атмосфере Венеры в абсолютном количестве (а не в процентах) больше, чем в атмосфере Земли.
Вода потеряна Венерой из-за сверхвысоких температур, при которых водяной пар попадает в стратосферу, где УФ его разлагает на кислород и водород, и вот тут-то потеря водорода вполне реальна.
Если на Земле магнитного поля не будет вовсе, то водяной пар в стратосферу не попадает все равно: у нас нет таких температур. А значит, и потеря воды не случится.
Андрей, у Венеры магнитное поле 10% от земного, но атмосфера намного плотнее. Впрочем есть мнение что именно толщина мешает размыванию атмосферы солнечным ветром. Что в общем-то логично. Другой вопрос что обзавестись даже плохонькой атмосферой Марсу будет непросто. Уйдут сотни лет. И если за это время случится прорыв в технологиях межзвездных путешествий Марс будет заброшен. Но надо же с чего-то начинать. Может попытки освоения Марса с помощью примитивных химракет и дадут толчок новым открытиям.
Андрей, если ничего не предпринимать даже в идеальных условиях ничего не растёт или растёт очень плохо. Возможно появится технология создания магнитного поля в масштабах планеты. Например сделать соленоид планетарных масштабов, запитать от солнечной энергии или от ядерного реактора. Смотрите в будущее с реализмом и толикой оптимизма.
Моё мнение - без создания искусственного магнитного поля вокруг Марса все попытки его терраформировать - пустая трата времени и денег. Планета с такой гравитацией и на таком расстоянии от Солнца не удержит атмосферу и воду из-за солнечного ветра, и вскоре снова превратится в такую же ледяную пустыню. Лучше всего разместить в точке Лагранжа Марс-Солнце некий сверхпроводящий магнит, который своим полем закроет планету от солнечного ветра. И уже тогда начинать следующие этапы терраформирования.
Илья, "Планета с такой гравитацией и на таком расстоянии от Солнца не удержит атмосферу"
Венера обладает атмосферой в 10 тысяч раз++ плотнее Марса, хотя ближе к Солнцу. Это не случайность: магнитное поле никак не связано с удержанием атмосферы.
Здорово конечно, но на земной антарктиде мало кто живёт, а тут на марс замахиваются. Потренироваться на нём конечно здорово, заповедник сделать. Но с такой гравитацией там со временем получится новый вид людей, а кому такое счастье нужно? Это же будет конкурент. Люди и так с радостью друг друга уничтожают, а тут другой вид.
Раиса, и что же подтолкнёт эволюцию? Владыки Марса будут заниматься селекцией обитателей планеты? Или на человека снова начнёт действовать естественный отбор? Люди быстрее себя поменяют с помощью генной инженерии, чем колонизируют Марс
Жаль, что не увижу этого.
Немного смущает причина и следствие. Syntrichia caninervis (на фото) лишена корней. Поэтому воду этот вид мхов получает из воздуха. В принципе все мхи лишены корней, это не делает синтрицию особенной.
Восстанавливать атмосферу на планете, потерянную по естественным условиям, завезенными мхами. Марс, судя по всему, потерял не только атмосферу, но и растительность, вместе с ней и у этого была причина. Для решения проблемы необходимо устранить причину потери атмосферы, а не мхами, чужеродными, планету засыпать. Это уже было, на всех континентах Земли, что привело к проблемам и борьбе с инвазивными видами. Следующим этапом будет искоренение земных, вредных для Марса мхов, если они выживут конечно. Стоит ли набивать шишки на одном и том же, если результат известен заранее?
Eugene, точно, там вроде микробов нашли, выделяют метан. Сделать из Марса заповедник инопланетной микрофлоры! Начинаем собирать подписи.
Rafis, можно пытаться делать все что угодно, не забывая законы физики. Чем дольше Марс вращается вокруг Солнца, тем больше он собирает космического мусора и становится тяжелее. Чем больше его масса тем дальше он удаляется от Солнца и получая меньше тепла остывает. Сколько его не терраформируй, Марс, с каждым годом будет холоднее и холоднее. Безусловно этот процесс неторопливый, но и терраформация не за год реализуется, а за, как минимум за тысячелетия. Одно компенсирует другое. Скорее Венера наш будущий дом, а не Марс. Марс, возможно, прошлая колыбель жизни в Солнечной системе и вряд-ли будущая. Если только Солнце не начнёт разогреваться.
Eugene, "Сколько его не терраформируй, Марс, с каждым годом будет холоднее и холоднее"
На самом деле. скорее напротив: Солнце постепенно прибавляет в светимости и через сотни миллионов лет Марс террафомируются даже сам по себе. А Земля -- напротив. Но, естественного хода события ждать слишком долго.
Александр, Если не изменит свою орбиту на более дальнюю от Солнца. Как то Марсу удавалось не нагреваться, на протяжении миллиардов лет. Последние 12 миллионов лет на Земле наблюдается период похолодания, или Ледниковый период. Сколько нам ещё до тропиков в Москве?
Rafis, что? Микробов? Где почитать? 🤔
Самая большая проблема на Марсе это атмосферное давление. Вот лучше бы они попробовали этот мох посадить в условия марсианского атмосферного давления, хотя итак понятен результат. И к сожалению даже если растопить весь замёрзший СО2 на Марсе атмосферное давление поднимется незначительно, недостаточно для дальнейшего терраформирования и для функционирования человека без скафандра имеющего внутри более высокое давление.
George, "Вот лучше бы они попробовали этот мох посадить в условия марсианского атмосферного давления, хотя итак понятен результат"
Если прочитать новость выше, то можно заметить в ней такие слова:
"Для лабораторных экспериментов со мхом авторы подобрали состав и давление атмосферы идентичные марсианским"
И таблицу с составом и давлением. Мох растили конкретно в марсианской по составу и давлению атмосфере.
"И к сожалению даже если растопить весь замёрзший СО2 на Марсе атмосферное давление поднимется незначительно, недостаточно для дальнейшего терраформирования и для функционирования человека без скафандра имеющего внутри более высокое давление."
Это не совсем так: дело в том, что общее количество СО2 в виде льда на Марсе неизвестно и оценки его очень разные. Кроме того, значительная часть атмосферы Марса связана не в виде СО2, а в виде соединения азота в почве. При росте температур они потеряют стабильность, и плотность атмосферы вырастет весьма значительно.
Это конечно здорово, но на марсе почти нет воды в атмосфере.
Фундаментально марс плохо пригоден для терраформинга из за малой гравитации ,плохо удерживающей атмосферу, отстутствием магнитного поля. Сколько воды не лей в с дырявое ведро толку не будет
Станислав, "Это конечно здорово, но на марсе почти нет воды в атмосфере."
Если прочитать новость выше, то можно заметить, что воды на Марсе не так мало, но она в виде льда. Естественно, что при использовании суперпарниковых газов лед будет таять -- а доступность воды в атмосфере меняться.
Александр, там сухой лед из углекислоты.
Rafis, марсианские полярные шапки содержат в основном водный лед: https://en.wikipedia.org/wiki/Martian_polar_ice_caps
Кроме полярных шапок водный лед на Марсе представлен и в более низких широтах в большом количестве: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Water_equivalent_hydrogen_abundance_in_the_lower_latitudes_of_Mars_01.jpg
Лучше бы свою планету спасали. Тем более для поддержания атмосферы необходимо наличие магнитного поля коего у марса нет
4.20, "Тем более для поддержания атмосферы необходимо наличие магнитного поля коего у марса нет"
Это, разумеется, не так. Самая плотная известная атмосфера у планеты земного типа -- на Венере, где она в 93 раза плотнее нашей, несмотря на меньшую гравитацию и бОльшую концентрацию солнечного ветра. При этом у Венеры нет магнитного поля. Из этого хорошо видно, что магнитное поле для удержания атмосферы не нужно вовсе.
Идея о том, что магнитосфера нужна для удержания атмосферы порождена некачественным научпопом. На Титане гравитация слабее лунной, магнитное поле ноль, но азотная атмосфера вчетверо плотнее земной.