Terraformowanie Marsa jest możliwe
Ludzie od dawna marzą o terraformowaniu Marsa. Już w 1971 roku Carl Sagan zaproponował roztopienie lodu biegunie północnym Marsa i wytworzenie w ten sposób atmosfery. To zainspirowało do badań innych naukowców, którzy musieli odpowiedzieć na podstawowe pytanie: czy na Marsie istnieje wystarczająco dużo wody i gazów cieplarnianych, by możliwe było zwiększenie ciśnienia i temperatury na całej planecie. W 2018 roku nadeszło olbrzymie rozczarowanie. Finansowane przez NASA badania wykazały, że wszystkie zasoby Marsa wystarczyłyby do zwiększenia ciśnienia atmosferycznego zaledwie do poziomu 7% ciśnienia na Ziemi. Wydaje się więc, że terraformowanie całego Marsa jest nierealne.
Teraz naukowcy z Harvard University, Jet Propulsion Laboratory oraz University of Edinburgh wpadli na pomysł, by nie działać na skalę całej planety, a regionalnie.
W Nature Astronomy opublikowali artykuł, w którym dowodzą, że możliwe jest stworzenie na Marsie warunków sprzyjających życiu. Ich zdaniem należy wykorzystać aerożel krzemionkowy by wywołać efekt cieplarniany podobny do ziemskiego. Modele komputerowe i eksperymenty wykazały, że wystarczy nakryć niektóre obszary planety warstwą aerożelu grubości 2–3 centymetrów, by zablokować szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe, na stałe podnieść temperaturę powyżej 0 stopni i przepuścić na tyle widzialnego światła, by rośliny mogły prowadzić fotosyntezę. I to wszystko bez potrzeby używania dodatkowego źródła ciepła.
Regionalne podejście do uczynienia Marsa nadającym się do zamieszkania jest znacznie łatwiej osiągalne niż globalna modyfikacja jego atmosfery, mówi profesor Robin Wordsworth z Harvarda. W przeciwieństwie do wcześniejszych tego typu pomysłów, tutaj mamy projekt, który można stopniowo testować i rozwijać za pomocą technologii i materiałów, które już teraz posiadamy, dodaje.
Mars to, poza Ziemią, najbardziej przyjazna życiu planeta Układu Słonecznego. Jednak pozostaje nieprzyjazny dla wielu form życia. System tworzenia niewielkich zamieszkałych wysp pozwoliłby na przekształcanie Marsa w kontrolowalny, skalowalny sposób, wyjaśnia Laura Kerber z Jet Propulsion Laboratory.
Naukowcy przyznają, że ich pomysł opiera się na zjawisku, które już zaobserwowano na Marsie. W przeciwieństwie do czap lodowych na ziemskich biegunach pokrywy lodowe występujące na Marsie to połączenie wody i zamarzniętego CO2. Dwutlenek węgla, jak wiemy, przepuszcza promienie słoneczne i zatrzymuje ciepło. Latem zjawisko to powoduje, że pod pokrywą lodową marsjańskich biegunów tworzą się kieszenie, w których występuje efekt cieplarniany.
Zaczęliśmy myśleć o tym efekcie cieplarnianym wywoływanym przez zamarznięty dwutlenek węgla i o tym, jak można by go wykorzystać do stworzenia warunków dla istnienia życia na Marsie. Zastanawialiśmy się, czy istnieje materiał, który charakteryzuje się minimalnym przewodnictwem cieplnym, ale przepuszcza dużo światła, wspomina Wordsworth. Wybór naukowców padł na krzemionkowy aerożel, jeden z najdoskonalszych izolatorów stworzonych przez człowieka.
Aerożele krzemionkowe są w 97% porowate, dzięki czemu światło łatwo się przez nie przedostaje, jednak nanowarstwy ditlenku krzemu zatrzymują promieniowanie podczerwone, znacząco utrudniając przewodnictwo cieplne.
Aerożel krzemionkowy to obiecujący materiał, gdyż działa pasywnie. Nie wymaga dostarczania energii, nie posiada ruchomych części, które trzeba by konserwować i naprawiać, przez długi czas utrzymuje ciepło, przypomina Kerber.
Modele komputerowe i eksperymenty wykazały, że jeśli takim aerożelem pokryjemy jakiś obszar znajdujący się na marsjańskich średnich szerokościach geograficznych, to temperatury na tym obszarze wzrosną niemal do poziomu ziemskiego. Wystarczy pokryć odpowiednio duży obszar, a nie będzie potrzeba żadnej innej technologii czy zjawiska fizycznego. Po prostu wystarczy warstwa tego materiału, by utrzymać wodę w stanie ciekłym, wyjaśnia Wordsworth.
Krzemionkowy aerożel mógłby więc zostać wykorzystany do budowy pomieszczeń mieszkalnych, a nawet samodzielnej biosfery na Marsie.
Naukowcy mają teraz zamiar przetestować swoje koncepcje na tych obszarach Ziemi, które przypominają Marsa. Mają tutaj do wyboru suche doliny Antarktyki i Chile.
Profesor Wordsorth przypomina, że gdy zaczniemy poważną dyskusję na temat uczynienia Marsa nadającym się do zamieszkania, będziemy musieli rozważyć też kwestie filozoficzne czy etyczne, dotyczące np. ochrony planety. Jeśli mamy zamiar zaszczepić życie na Marsie, to musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, czy już tam nie ma życia. A jeśli jest, to jak to pogodzić. Nie unikniemy takich pytań, jeśli chcemy, by ludzie mieszkali na Marsie.
Komentarze (21)
Daniel O'Really, 16 lipca 2019, 16:33
Trochę się państwo naukowcy spóźnili z tymi rozważaniami. Biorąc pod uwagę, że grzyby i niesporczaki (i kto wie co jeszcze) są w stanie przetrwać w przestrzeni kosmicznej, bardzo prawdopodobne jest, że już zaszczepiliśmy ziemskie życie na Marsie, ale jestem całkiem bliski absolutnej pewności, że etyka nie odnosi się do dobra mikroorganizmów.
Tomasz Winter, 20 lipca 2019, 01:14
Porównywanie temperatur przy różnym ciśnieniu nie ma najmniejszego sensu. Na Marsie nie jest zimno, aby człowiek tam nie zmarzł wystarczy zwyczajne nasze codziennie ubranie, buty, spodnie, jakaś bluza i kurtka. Jest tak dlatego że atmosfera jest bardzo rzadka więc mało ciepła do niej oddajemy, nie grzejemy powietrza dookoła bo go zwyczajnie NIE MA. Niskie ciśnienia to środowisko w którym zawodzi nasza intuicja. Temperatura -100C na Marsie to mniej więcej nasze "zimno" na poziomie -10C. Męczy mnie już mówienie np. o temperaturze w przestrzeni kosmicznej. TAM NIE MA TEMPERATURY w naszym powszechnym rozumieniu, tam nie ma NIC.
Tomasz Winter, 21 lipca 2019, 12:56
Nie rozumiesz podstaw fizyki. Temperatura otoczenia, atmosfery jest podawana dla atmosfery. Jeżeli brak jest atmosfery lub ma ona inny skład, inne ciśnienie to nie można powyrównywać TEMPERATURY bo to nie ma najmniejszego sensu. Na Marsie wystarczy ciepła ZIEMSKA odzież aby było Ci ciepło i tylko do tego się odniosłem. W przestrzeni kosmicznej jest podobnie, dobre narciarskie ubranie ochroni Cię w 100% przed "zmarznięciem".
Czy to jest naprawdę tak trudne do zrozumienia?!
Promieniowanie nie ma temperatury
Jajcenty, 21 lipca 2019, 13:16
Oj. jak długo mamy do czynienia z gazem pv = nRT zatem skład jest troszkę nieważny z dokładnością do poprawek na gazy rzeczywiste. Chcesz dokładniej, użyj wirialnego równania stanu. Mylisz temperaturę ze współczynnikiem przewodzenia.
Tomasz Winter, 21 lipca 2019, 13:42
Temperatura w popularnych artykułach ma dokładnie takie znaczenie o jakim obaj myślimy/piszemy. Nie mylę tego znaczenia bo dokładnie wyjaśniłem że chodzi tutaj o ochronę przed utratą ciepła. Współczynnik przewodzenia ciepła to tylko jeden z czynników tego co nazywamy popularnie temperaturą. Dochodzą również inne zjawiska na powierzchni np. Marsa jak prędkość "wiatru" emisja promieniowania podczerwonego do otoczenia, odbicie promieniowania podczerwonego itp. itd. Podtrzymuję to co napisałem, że do ochrony przed "zimnem" na powierzchni Marsa (właściwie utratą ciepła) wystarczy ciepły ziemski ubiór i nijak się ma marsjańskie zimno (np. - 100C) do "zimna" które doświadczamy na Ziemi np. w okolicach biegunów.
radar, 21 lipca 2019, 15:32
A ja pytam co dalej? Naniesiemy 2-3 cm warstwę aerożelu na powierzchni i co? Podniesie się temperatura gruntu, pod spodem może roztopi się woda, ale co dalej? Jak tą wodę wykorzystać? Zebrać? Jak ma tam coś rosnąć pod nieprzepuszczalną warstwą? Ma w ogóle rosnąć czy nie? Co jak mikrometeoryt uszkodzi albo powstanie jakieś osuwisko i warstwa ochronna się zniszczy? Coś za duży poziom ogólności w tej koncepcji...
tempik, 22 lipca 2019, 11:47
zgodzę się, że 100/-100 sc na Ziemi to zupełnie co innego jak 100/-100 sc na Marsie, czy na orbicie Plutona. Ale....
Na Marsie, a tym bardziej w przestrzeni kosmicznej, w swojej czapce i kurtce zmarzniesz identycznie jakbyś był "na golasa". Przecież czapka działa tylko w gęstej atmosferze, gdzie bąbelki powietrza uwięzione między gęstymi włóknami czapki stają się izolatorem. W kosmosie ośrodek (którego nie ma ) nie wyziębi ani nie zagrzeje ciała. Wystarczy jedynie cienka warstwa ekranu odbijającego podczerwień(nawet aluminiowa folia spożywcza). jakakolwiek szmata jest bez sensu bo nic nie da! poza komfortem dotyku dla skóry.
jak ktoś dał by mi wybór stać przez godzinę "na golasa" w -5sc na Ziemi lub w -100sc na Marsie to oczywiście wybrał bym życie, czyli stanie przez 1h na Marsie(z zastrzeżeniem że miałbym jakąś maszynkę do natleniania krwi, bo oddychanie przez maskę przy takim ciśnieniu bez kombinezonu ciśnieniowego raczej dobrze by się nie skończyło)
tempik, 22 lipca 2019, 12:37
ale poczujesz temp. UV, podczerwieni czy jeszcze innego zakresu? tak czy siak temp każdego koloru w zakresie widzialnym wd. Ciebie powinna spalić na popiół
chyba nie do końca rozumiesz jak ów lekarski pirometr działa i zmianę czego rejestruje
tempik, 22 lipca 2019, 13:11
no i własnie potwierdzasz to czego czepiłem się. Te same fotony o tej samej energii a jednak.... na Merkurym spalą Ciebie(bo wiele na raz ciebie zaatakuje) a na Plutonie złapiesz katar. Nie da się przekładać i porównywać temperatury fotonów na "naszą" temperaturę drgających atomów np. w skórze czy szklance piwa.
patrz wyżej
nie sprawdzają jakim kolorem podczerwieni świecisz czyli temperatury barwy, a jak jasno świecisz, ewentualnie badają proporcję natężenia kilku konkretnych długości fal.
a co do Marsa, to po przemyśleniach ubrałbym jednak coś na nogi, jakieś drewniaki np
bo by pociągnęło po nogach od gruntu i dostałbym niezłego "wilka" 
tempik, 22 lipca 2019, 13:49
to może zacytuję Ciebie:
nie, to nie jest konkretna temperatura podczerwieni która opuszcza czoło bo jak tak by było to tym prostym termometrem poprawnie wykryłbyś ją z 1cm,1m, itd. na buzi też nie poczujesz 6000K. i żaden bilans zysków i strat podczerwieni nic tutaj nie zdziała. ale nie ma co się spierać to tylko moje zdanie.
Tomasz Winter, 22 lipca 2019, 14:22
Nie, nadal nie rozumiesz czym jest temperatura. Pomiar promieniowania ciała jest pomiarem pośrednim. Energia promieniowania to nie temperatura. Temperaturę posiada tylko MATERIA. Promieniowanie nie jest materią więc nie cechuje się temperaturą.
Zaglądnij do Wikipedii:
Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu[1]) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii[2].
Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą.
Temperatura jest miarą stanu cieplnego danego ciała. Jeśli dwa ciała mają tę samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie ciepła, gdy zaś temperatura obu ciał jest różna, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej – aż do wyrównania się temperatury obu ciał.
Zapominasz że to ubranie będzie przebywać w atmosferze powietrza o ciśnieniu zbliżonym do 1ATM, dlatego że zewnętrzna warstwa ubrania musi być okryta ciśnieniowym balonem w postaci pneumatycznie szczelnej powłoki. Inaczej być umarł z zupełnie innych powodów niż utrata ciepła (odwodnienia przez parowanie powierzchni skóry).
Ta miła w dotyku szmata o której mówisz jest podstawą budowy każdego skafandra, służy jako "pojemnik na ciepło", coś jak cegła w piecu, niby jest izolatorem, ale do budowy pieca używamy cegieł
Ja napisałem tylko o ubraniu pod kombinezonem ciśnieniowym który może mieć 0,1mm grubości i dowolną przenikalność cieplną.
Na marginesie: Odnośnie właściwości izolacyjnych to bąbelki próżni są jeszcze lepszym izolatorem cieplnym niż bąbelki powietrza , zupełnie zapominać o wiatrach które wieją na Marsie.
tempik, 22 lipca 2019, 14:58
no ale co mogą takie wiatry nawet jak będą dmuchać te 400km/h, jeśli atmosfera jest rzadsza od ziemskiej 1000x?
ani to nie przewróci człowieka, ani nie wychłodzi jak wiatry na Ziemi. wystarczy na wzbicie pyłu i może załopotanie szmacianą flagą
Tomasz Winter, 22 lipca 2019, 15:14
Nie 1000 lecz mniej więcej 100 razy rzadszą. Przy wietrze 400km/h parcie wynosi już około 5,88kg/m2 więc można pokusić się nawet o budowę pustynnego żaglowca
Ale tak jak napisałem wcześniej, klasyczne ubranie może służyć nie tylko jako izolator ale również jako bufor energii cieplnej. Oczywiście można je zastąpić np. pianką taką jakiej używają windsurferzy czy nurkowie, ale mam wrażenie że byłoby w niej za ciepło. Nadal jednak upieram się że na Marsie nie jest tak zimno jakby wskazywałoby czyste porównanie samych temperatur atmosfery Ziemi i Marsa. Nie należy porównywać tych temperatur bo jest to po prostu mylące i niewiele mówi o tym czy marzlibyśmy tam czy nie.
tempik, 22 lipca 2019, 17:18
Tak, zwykła nudna cząstka. Przecież każda cząstka materii nie posiada masy, gna z prędkością światła i z nudów przechodzi jednocześnie przez 2 szparki dla radochy gawiedzi
tyle posiadasz wiedzy, że pewnie powiesz jaką ma temperaturę metr sześcienny próżni gdzieś tam 1mln, 10M i 100M km od słońca?
tempik, 22 lipca 2019, 18:53
Proszę....policz
jak już czepiłes tych elektronów to przy okazji policz temperaturę prądu w gniazdku.
tempik, 22 lipca 2019, 20:09
Ty dalej swoje.... Ja chcę znać temperaturę elektronu o potencjale 230V a ty chcesz mi liczysz oddziaływanie prądu na druciki i temperaturę jego atomów. Temperaturę drucika obliczę sobie sam. Wd. ciebie każdy foton a teraz i elektron ma jakąś nalepkę z wartością temperatury (w klasycznym rozumieniu) i bardzo jestem ciekawy tych nalepek.
Jajcenty, 22 lipca 2019, 21:38
Cholera, nie bardzo rozumiem o co się spieracie i pewnie będę żałował, że się wtrącam, ale może to pomoże? https://pl.wikipedia.org/wiki/Zasada_ekwipartycji_energii
w metalach poziomy energetyczne się degenerują i mamy gaz elektronowy, pewnie jakieś poprawki na krystaliczność będą potrzebne, ale można też zauważyć szybkość elektronów w przewodniku to kilka centymetrów na sekundę -> T
Tomasz Winter, 22 lipca 2019, 21:51
Z mojej strony EOT.
wilk, 23 lipca 2019, 04:11
Spokojniej, bez nerwów. :)
Jajcenty, 24 lipca 2019, 12:06
W laserze to wszystko jest na odwrót. Najbardziej podoba się współczynnik absorpcji k w e-kd
Ja nie mam problemu w temperaturą fotonu czy elektronu, ba! Podejmuję się nawet zmierzyć temperaturę niniejszej dyskusji
thikim, 2 sierpnia 2019, 18:12
Widzę że dobrze się bawicie na dawanie sobie negatywów.
Każdy z Was ma trochę racji.
Potocznie temperatura wymaga ciała zbudowanego z atomów bądź cząsteczek, które oddziaływają ze sobą na tyle często że rozkład ich energii kinetycznej przyjmuje kształt zwany normalnym.
I to dla wszystkich ciał stałych, cieczy, gazów jest dość dobrze spełnione.
Ale jeśli atomy lub cząsteczki są dość mocno rozproszone to to przestaje tak działać - zresztą ciężko mówić o gazie gdy jest próżnia. Te atomy i cząsteczki które tam sobie latają w próżni - latają niezależnie od siebie. Zanim się zderzą mogą przelecieć kilometry.
Nie tworzą ciała.
Mimo to z pewnych powodów mówimy tam czasem o temperaturze - bo jest wygodniej. Ale bardziej jednoznacznie byłoby mówić o energii kinetycznej.
Temperatury raczej używamy gdy mamy dużo oddziałujących ze sobą obiektów takich jak atomy czy cząsteczki.
Zresztą: energia to pojęcie z zakresu fundamentów. Temperatura to pojęcie z naszego poziomu percepcji Rzeczywistości. Takie uśrednione, takie odczuwalne, takie mierzalne.
Na poziomie fundamentów mamy tylko energię. Masa to tylko jej postrzeganie na coraz wyższych poziomach uśredniania. Dlatego właśnie E=m. Bo "patrząc" na energię widzimy masę. Właściwie na naszym poziomie to odczuwamy głównie masę.
Można powiedzieć że masa to nasze spostrzeganie energii.