Мечты о Красной планете: почему будет тяжело терраформировать Марс — Naked Science
13 минут
Редакция
16

Мечты о Красной планете: почему будет тяжело терраформировать Марс

На Земле немало людей, мечтающих о переселении на Марс и его терраформировании, — будь то писатель-фантаст, предприниматель или изобретатель вроде Илона Маска. Но чего это будет стоить и насколько такие мечты реальны?

jakub-grygier-006-terraforming-techniques-ab1
©Wikipedia

Во всей известной нам Вселенной есть только одна планета, на которой может существовать сложная и привычная нам разумная жизнь, — Земля. И хотя очень далекие миры, вращающиеся вокруг других звезд, потенциально могут быть землеподобными и, вероятно, даже обитаемыми, мы еще не скоро сможем подобраться к ним ближе. А что насчет миров в нашей Солнечной системе? Наиболее привлекательным на сегодня считается Марс, который в прошлом, по мнению ученых, был очень похож на Землю. Возможно, с небольшой помощью он снова мог бы стать таким?

 

Пусть сама идея терраформирования Марса и звучит заманчиво, есть немало причин для пессимизма. Осуществимо ли это с современными технологиями? Хватит ли естественных ресурсов планеты, чтобы преобразить ее в место, где сможет обитать человек? Реально ли это вообще?

 

Конечно, марсианская почва сама по себе может быть токсичной, однако и на Земле есть немало токсичной почвы. Существует всего несколько факторов, определяющих, что может обитать в какой-либо среде: pH, содержание влаги и способность впитывать элементы, молекулы или питательные вещества, необходимые среде — в сравнении с ее способностью не отравляться тем, что находится в ней. На Земле почву можно «вылечить» или реабилитировать простыми химическими решениями, и причин сомневаться в том, что мы сможем сделать нечто подобное на Марсе, попросту нет. И это, наверное, самая простая часть. Как только появятся микроорганизмы, способные процветать в марсианской почве, даже если это малая часть того, что есть на Земле, мы будем на верном пути к обретению нового дома.

 

Возможное решение для окончательного терраформирования Марса. Если вы хотите, чтобы планета была пригодной для жизни без окружающей среды с контролируемым давлением, следует начать с добавления более плотной атмосферы / © Wikipedia

 

Однако в Марсе кроется и более серьезная проблема: он сухой. Не то чтобы там не было пара или льда — они там точно есть в определенных количествах. Проблема заключается в получении больших объемов воды в жидкой форме на регулярной основе. Несмотря на то, что на Марсе бывает соленая жидкая вода в течение дня — то, что мы видим благодаря росту линий на марсианских откосах, — большую часть времени вода либо заморожена, либо находится в газообразном состоянии. Насколько нам известно, жидкая вода необходима для жизненных процессов на Земле, а на Марсе ее нет.

 

Физическая причина проста: атмосфера Марса слишком тонка для поддержания воды в жидкой форме на поверхности планеты. Для жидкой воды необходимо определенное значение атмосферного давления: по крайней мере около 1% того, что есть на Земле. На Марсе есть всего около 0,7% земного атмосферного давления, что делает образование жидкой воды почти невозможным. То небольшое количество воды, что есть на Марсе, обусловлено соленостью поверхности и тем, что кратеры могут уходить глубже вниз, где есть чуть больше атмосферы и давления. Если бы человек остался незащищенным на марсианской поверхности, то жидкость в его теле вскипела бы, так как условия на Марсе — ниже предела Армстронга.

 

По всему Марсу образуются сезонные замороженные озера, свидетельствующие о наличии на его поверхности воды (пусть и не жидкой) / © ESA/DLR/FU Berlin/G. Neukum

 

Для реабилитации почвы надо создать самоподдерживающуюся макроскопическую жизнь в пригодной для обитания биосфере, иметь океаны и другие стабильные источники воды на поверхности, кроме того, необходимо больше атмосферы. Для того, чтобы на Марсе была атмосфера, сравнимая с земной, нужно, чтобы на Красной планете ее было примерно в 140 раз больше, чем сейчас: около 3,5 тысячи тератонн, или 3,5 х 1018 килограммов. Примерно такую массу имеет спутник Урана Пак, а по объему это примерно 70% земной атмосферы. К тому же, чтобы добраться до планеты, нам понадобится перевезти туда с собой немало массы — предпочтительно азот и кислород.

 

Но даже если вы добавите столько атмосферы, есть еще одна проблема: у Марса нет магнитного поля, которое защищало бы его от солнечного ветра. Как подтвердила миссия Maven, Красная планета продолжает терять остатки атмосферы из-за столкновения с ней заряженных частиц, что приводит к потере разных молекул. Сегодня атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа, молекулы которого тяжелее молекул азота и кислорода, которые содержит наша атмосфера. Если мы хотим терраформировать Марс, нам понадобится не только добавить много атмосферы, необходимую для жизни воду и затем химически преобразовать почву, чтобы сделать ее пригодной для жизни, но и защитить это все от воздействия извне, правильно?

 

У Марса нет магнитного поля, которое могло бы его защитить от солнечного ветра, а значит он теряет свою атмосферу гораздо быстрее, чем Земля. Однако еще предстоит рассчитать время, за которое Марс потеряет землеподобную атмосферу / © NASA/GSFC

 

Возможно, это не так. Дело в том, что во всех физических задачах важно помнить о количестве: спрашивать не только о том, что происходит, но и о скорости происходящих процессов. Безусловно, солнечный ветер «сдувает» с Марса атмосферу, но на вопрос о том, как быстро это происходит, впервые ответила миссия Maven: примерно по 113 граммов каждую секунду. Конечно, во время солнечных бурь этот показатель может возрастать в десять раз, что кажется действительно быстрым. Но если задуматься о том, сколько понадобится времени, чтобы сдуть с планеты терраформированную атмосферу, ответом будет: невероятно долго — как минимум сотни миллионов лет. Вместо того чтобы заниматься созданием сверхсильного магнитного поля, можно сосредоточиться на добавлении частиц в атмосферу для возмещения потерь.

 

Конечно, ни при каких обстоятельствах не стоит думать о том, чтобы покинуть Землю и переселиться на Марс. Любые работы по терраформированию Красной планеты более энергозатратны по сравнению с тем, что можно сделать для спасения Земли. Не важно, как сильно мы загрязним нашу планету или даже навредим ей, это все равно самый пригодный для обитания мир в Солнечной системе.

 

Снимок Марса и его тонкой атмосферы, сделанный аппаратом «Викинг» в 1970-е. Даже учитывая весь ущерб, который люди способны нанести Земле, сложно представить, чтобы реабилитация нашей планеты была более сложной задачей, чем терраформирование абсолютно безжиненной планеты / © NASA/Viking 1

 

Не следует слишком увлекаться мыслью о том, что Марс — отличное место для переселения на случай, если Земля станет абсолютно непригодной для человека. Земля — наша основная планета, наш дом, и это наша обязанность — разобраться с земными проблемами, чтобы повысить шансы человечества на долговременный успех и процветание. Марс вполне может быть долгосрочной задачей для решения этой же проблемы, но создание более массивной атмосферы, пожалуй, самая сложная задача для нас. Однако если это удастся провернуть, а потом добавить океаны, дожди и плодородную почву, тогда и процветающая экосистема будет уже не за горами.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

30 октября
6 минут
Василий Парфенов

Британский мультимиллионер и экоактивист Дэйл Винс (Dale Vince) объявил, что его предприятие готово производить экологически чистые алмазы. Необходимая для этого энергия поступает от «зеленых» электростанций, а сырье — прямо из воздуха.

30 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Немецкое судостроительное предприятие Pella Sietas, принадлежащее российской «Пелле», заложило линейный дизель-электрический ледокол проекта 21900М2. Его будет эксплуатировать «Росморпорт».

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

16 Комментариев

gazi67
1 неделя назад
-
0
+
Для начала чтоб терраформировать Марс, там нужно построить очень много теплиц, во в первых чтоб было что есть ,во вторых теплицы будут вырабатывать кислород, поэтому чем больше теплиц тем лучше, вспомните как описывается переселение людей на Землю, в начале времен,там говориться что после трех месяцев после прибытия корабля выпустили на волю ворона, ворон не вернулся, вероятно не было достаточных условий для жизни,еще через три месяца выпустили голубя и голубь вернулся через определенное время с зеленью в клюве, это означает что когда то и Землю терраформировали для нас людей, может поэтому голубь называют райской птицей.
Владимир Попков
23.01.2019
-
0
+
Три раза приводил ссылку на книгу о теории Ларина и три раза её убрали! Если ссылки давать нельзя - напишите об этом. Так молча пакостить не пристало...
Владимир Попков
22.01.2019
-
0
+
Теория Лариная была построена на стыке астрофизики и геологии. Теория раскрывает состав ядра Земли и химический состав всех планет солнечной системы. По значимости теория Ларина эквивалентна таблице Менделеева. Кто хочет узнать о будущем нашей планеты, почему органическая жизнь могла возникнуть только на Земле и с меньшей продолжительностью - на Марсе, что заменит нефть - прочитайте его книгу "Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и её обитателей." Читать и скачать можно по ссылке https://sanctuarium.info/verhom-na-bombe-sud-ba-planety-zemlya-i-ee-obitateley/
Владимир Попков
22.01.2019
-
0
+
Интересно, кто стирает мой комментарий уже в третий раз??? Не иначе, как автор статьи...:)
Игорь Мельников
21.01.2019
-
0
+
Сейчас активно идут исследования по переносу сознания человека в более устойчивые ко внешней среде объекты. Ко времени, когда колонизация других планет станет необходимостью, человечество будет выглядеть совсем по другому. Современные авторы же конкретно привязались с текущему биологическому телу человека, со всеми этого проблемами, хрупкостью и требовательностью. Системам, в которые будет осуществляться перенос сознания будет все равно какой состав атмосферы на Марсе, есть ли там вода, пища и т.д. Главное обеспечить универсальные источники энергии (вроде солнечной, ядерной). И цивилизация там сможет жить. Правда эти "люди" не будут похожи на нас. И Марс как раз таки отличный вариант, ввиду того что на нем нет таких агрессивных условий как на Венере, Меркурии и т.д, ведь даже машины требовательны к нормальным температурным условиям, среде, давлению, которое их не разрушает быстро.
Evgeny Paltsev
21.01.2019
-
0
+
Поскольку миллиарды лет тому назад был период, когда шло формообразование планет, находящихся в горячем , реологическом состоянии к форме шара, и Марс был горячим. Со временем он остывал. Гравитация Марса позволила удерживать воду небулярного диска сначала в газообразном, затем по мере остывания, при достаточно теплом климате, в жидком состоянии в виде неглубоких морей и озер ( в сравнении с Землей, собравшей из небулярного диска и удержавшей своей гравитацией Мировой океан). Так что на теплом Марсе когда-то определенно был период, на протяжении которого в какой-то форме была жизнь. А сейчас на холодном Марсе вода в виде спрессованного снега и льда в основном осела на его полюсах. Е.И.Пальцев " Некоторые аспекты планетарной солнечной системы - Научные гипотезы и их физико-математическое обоснование", 2018.
Владимир Попков
20.01.2019
-
0
+
Статья интересная. Но если бы автор знал теорию Ларина, разработанную им на стыке различных наук (от астрофизики, геологии, химии и металловедения) он бы точно изменил тему...К сожалению, Марс терраформировать (в полном понимании смысла этого слова) невозможно. Марс - это уже мёртвая планета. Когда-то она была живой - имела металлогидридное ядро, обеспечивающее возможность зарождения органической жизни, но в силу небольшой массы Марса, цикл дегазации водорода завершился, планета потеряла магнитное поле и атмосферу. Хотя Марс вместе с Землёй и относится к числу "металлических" планет, занимающих оптимальное место рядом с Солнце (не далеко - не близко), но малая масса и более далёкое расстояние обеспечили в итоге - малое время для зарождения и и развития жизни на планете. Не исключено, что первые астронавты могут встретить на Марсе её следы. В соответствии с теорией Ларина органическая жизнь на планетах в солнечных системах с желтым карликом (каковым является наше солнце) может зарождаться только на металлических планетах с достаточной массой для длительного существования металлогидридного ядра и на определенных расстояниях от Солнца. Меркурий и Венера тоже металлические планеты, но расположены слишком близко к Солнцу и слишком маленькие. Жизнь зародилась на Земле и Марсе, но на Марсе угасла. Угаснет и на Земле, но в своё время. Тем, кто хочет познакомиться с интереснейшей и увлекательнейшей теорией Ларина, способной предсказать химический состав планет и объяснить, почему он такой , а не иначе , понять , что ждёт в будущем планету Земля (с Марсом всё понятно) советую прочитать книгу Александра Никонова "Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и её обитателей". Её легко можно найти в Интернете и скачать в нужном формате. Прочитайте - не пожалеете. По своему значению. для науки теория Ларина сравнима с таблицой Менделеева, не меньше...
    Сергей Хижняк
    20.01.2019
    -
    0
    +
    "Но если бы автор знал теорию Ларина" Насколько мне известно, гипотеза Ларина представляет сейчас только исторический интерес (ну, возможно, ещё интерес для убеждённых фриков), но никак не научный. "В соответствии с теорией Ларина органическая жизнь на планетах в солнечных системах с желтым карликом (каковым является наше солнце) может зарождаться только" А вот дальше можно вообще не читать. Это я Вам как доктор биологических наук сообщаю.
    +
      ещё комментарии
      Владимир Попков
      22.01.2019
      -
      0
      +
      Что понимает биолог в астрофизике или геологии???
      Владимир Попков
      21.01.2019
      -
      0
      +
      Теория Ларина далека от биологии. Биологи - дети в вопросах геологии и астрофизики. И то, что Вы доктор биологических наук - совершенно не аргумент. Я тоже не лыком шит...:):):) Тем не менее, раз Вы отозвались на комментарий, уважу Вас и дам ссылку на книгу А.П. Никонова, в которой раскрыты основные положения теории Ларина: https://www.e-reading.club/book.php?book=99446 В популярной и увлекательной форме в книге представлены современные, революционные научные представления о происхождении, строении и будущем планеты Земля. Теория Ларина, которой посвящена книга, основана на известных эмпирических фактах; она позволила сделать несколько совершенно блистательных сенсационных предсказаний, тем самым подтвердив свою истинность. Но выводы, вытекающие из этой теории, столь непривычны, столь ошеломляющи, что принять ее сегодня готовы не все специалисты. Почитайте - не пожалеете. Всех благ!
      Владимир Попков
      21.01.2019
      -
      0
      +
      Биологи могли бы что-то сказать ещё о зарождении жизни на Земле, о биохимии любви, о многом другом, но биологическом... Что касается тематики геологии и астрофизики - там они (биологи) просто маленькие дети. Гипотезой она была, когда доказательств было мало. А теперь их вагон и маленькая тележка. То, что Вы доктор биологических наук, совершенно не аргумент. И я тоже не лыком шит...:) :) :) Но поскольку Вы решили ответить, то я Вам сделаю небольшой презент. Скачайте книгу Александра Петровича Никонова "Верхом на бомбе .Судьба планеты Земля и её обитателей" . В ней доступным языком очень популярно и доходчиво изложены основные положения теории Ларина. Именно ТЕОРИИ, а не гипотезы, как Вы утверждаете. Теория Ларина, которой посвящена книга Никонова, основана на известных эмпирических фактах; она позволила сделать несколько совершенно блистательных сенсационных предсказаний, тем самым подтвердив свою истинность. Но выводы, вытекающие из этой теории, столь непривычны, столь ошеломляющи, что принять ее сегодня готовы не все специалисты. Даю ссылку для чтения и скачивания : https://www.e-reading.club/book.php?book=99446 Проверено. Вирусов нет
1
2

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: