Κυριακή 6 Νοεμβρίου 2011

Ζωή στον Άρη: μεταμορφώνοντας σε Γη τον Κόκκινο Πλανήτη

Επιστημονικό γεγονός ή επιστημονική φαντασία; Η Margarita Marinova από το Caltech των Η.Π.Α, ερευνά την πιθανότητα της εγκατάστασης ζωής στον Άρη.

Οι προγενέστεροι αστρονόμοι είδαν τον Άρη και νόμισαν ότι ανακάλυψαν ένα πλανήτη διασχισμένο από αρδευτικά κανάλια και βλάστηση. Εκατό χρόνια αργότερα, το 1964, το διαστημόπλοιο Mariner 4 έφθασε στον Άρη. Η απογοήτευση για τους επιστήμονες πρέπει να ήταν μεγάλη, καθώς αντίκρισαν έναν άγονο κόσμο χωρίς ίχνη βλάστησης, νερού ή ζωής. Γι’ αυτούς τους επιστήμονες, η ιδέα ενός υγρού Άρη καλυπτόμενου από φυτά φάνηκε ξαφνικά ως σενάριο επιστημονικής φαντασίας.


Κατά τη διάρκεια των  40 ετών που ακολούθησαν από την αποστολή του Mariner 4, μάθαμε αρκετά για τον Άρη από τα πολλά διαστημόπλοια που στάλθηκαν στον Κόκκινο Πλανήτη. Τώρα γνωρίζουμε ότι η επιφανειακή θερμοκρασία του Άρη ποικίλει ανάμεσα στους  -143°C στους πόλους έως τους +27°C στον ισημερινό. Ο Άρης διαθέτει μια πολύ αραιή ατμόσφαιρα (περίπου 1% της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης), καθόλου υγρό νερό, και η τυχαία υπεριώδης ακτινοβολία σε συνδυασμό με το ιδιαίτερα οξειδωτικό εδαφικό κάλυμμα, κάνουν την επιφάνεια του Άρη ένα θανατηφόρο μέρος για να ζήσεις. Παρόλα αυτά από εικόνες που δείχνουν μεγάλα κανάλια και δίκτυα ποταμών, καθώς και από τα περιπλανώμενα ρομπότ στον Άρη που δείχνουν στρώματα ιζημάτων και διαφοροποιήσεις των  στρωμάτων από το νερό, έχουμε μάθει ότι τα πρώτα μισό δισεκατομμύριο χρόνια της ιστορίας του, ο Άρης ήταν ένα ζεστό, υγρό μέρος με πυκνή ατμόσφαιρα. Άρα μπορεί ο Άρης να γίνει κατοικήσιμος ξανά;

Αυτός είναι ο συλλογισμός του μετασχηματισμού σε Γη- αλλάζοντας ένα πλανήτη για να γίνει κατοικήσιμος όπως η Γη (terra = Γη). Η ιδέα του μετασχηματισμού σε Γη προτάθηκε αρχικά τη δεκαετία του 1930- καθαρά στον χώρο επιστημονικής φαντασίας. Όμως, τη δεκαετία του 1960, οι επιστήμονες ξεκίνησαν να σκέφτονται την ιδέα πιο σοβαρά. Είναι αυτό εφικτό; Μπορεί να γίνει με τη σύγχρονη τεχνολογία;

Για να απαντήσουμε στην ερώτηση εάν ο μετασχηματισμός του Άρη σε Γη είναι εφαρμόσιμος, πρέπει πρώτα να δούμε τι απαιτείται για τη ζωή και αν ο Άρης διαθέτει αυτά τα βασικά. Ο Άρης δεν μπορεί, στη σημερινή εποχή, να διατηρήσει υγρό νερό, εξαιτίας των χαμηλών θερμοκρασιών και της αραιής ατμόσφαιρας (η ατμοσφαιρική πίεση είναι χαμηλότερη του τριπλού σημείου του νερού, πίεση κάτω από την οποία ένα υλικό μπορεί να υπάρχει ως στερεό ή ατμός, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία).

Εκτός από το νερό σε υγρή μορφή, η πιο βασική μορφή ζωής στη Γη χρειάζεται μία ατμόσφαιρα με την οποία να ανταλλάσει αέρια. Οι πιο πολύπλοκοι οργανισμοί έχουν πιο αυστηρές και περισσότερες απαιτήσεις – τα φυτά χρειάζονται μικρά ποσά οξυγόνου, τα ζώα απαιτούν μεγαλύτερη ατμοσφαιρική πίεση – αλλά οι μικροοργανισμοί έχουν μικρές απαιτήσεις.

Ο Άρης έχει παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα (CO2 πάγος) στις άκρες των πόλων, το οποίο έχει απορροφηθεί από το έδαφος, και το οποίο θα απελευθερωνόταν αν ο πλανήτης θερμαινόταν. Η θέρμανση, επίσης, θα προκαλούσε την τήξη του παγωμένου νερού που έχει παρατηρηθεί στους πόλους. Επομένως, ο Άρης φαίνεται ότι διαθέτει τα δύο συστατικά-κλειδιά για τη διατήρηση της ζωής. Εκτός από αυτό, αν ο Άρης θερμανθεί με κάποια μέθοδο, θα υπάρξει θετική ανάδραση στην απελευθέρωση του διοξειδίου του άνθρακα από τους πόλους και από το εδαφικό κάλυμμα, συμπύκνωση της ατμόσφαιρας, περαιτέρω θέρμανση του πλανήτη, απελευθέρωση νερού, και ως επακόλουθο, συνθήκες που επιτρέπουν το υγρό νερό να διατηρηθεί στην επιφάνεια.
Πώς μπορούμε, όμως, να θερμάνουμε τον Άρη ή να εξαναγκάσουμε το παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα να απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα; Έχουν προταθεί πολλές ιδέες, όπως: να τοποθετήσουμε καθρέπτες σε τροχιά γύρω από τον Άρη για να αντανακλούν παραπάνω φως στην Αριανή ατμόσφαιρα, οπότε και να τον θερμάνουν να πασπαλίσουμε τους πόλους με σκούρα σκόνη ώστε να μειώσουμε τη λευκαύγεια  (π.χ. φωτεινότητα) και έτσι να απορροφάται περισσότερη ηλιακή ενέργεια και τέλος να απελευθερώσουμε αέρια υπέρ-θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρά για να θερμάνουμε τον πλανήτη. Υπάρχουν ομάδες που προσπαθούν να κάνουν τις δύο πρώτες ιδέες τεχνολογικά εφικτές. Αλλά εμείς έχουμε ήδη εφαρμόσει την ιδέα των αερίων θερμοκηπίου πάνω στη Γη – κάνοντάς την, τουλάχιστον για τώρα, την πιο υποσχόμενη μέθοδο μετασχηματισμού ενός πλανήτη σε Γη.

Τα αέρια του υπέρ-θερμοκηπίου είναι μόρια πολύ αποτελεσματικά στην απορρόφηση ενέργειας που απελευθερώνεται από την επιφάνεια ενός πλανήτη, και στη συνέχεια στην ανά-ανάκλασή της προς τα πάνω στο διάστημα – όπου χάνεται για πάντα – αλλά και προς τα κάτω στην επιφάνεια του πλανήτη, ο οποίος και θερμαίνεται. Λειτουργούν με ένα τρόπο παρόμοιο με κουβέρτα. Αλλά δε χρειαζόμαστε μια οποιαδήποτε κουβέρτα! Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα θα ήταν σαν ένα λεπτό σεντόνι, ενώ ένα αέριο υπέρ-θερμοκηπίου, όπως, το υπέρ-φθόρο-προπάνιο (C3F8), θα έμοιαζε με μια χοντρή μάλλινη κουβέρτα. Άρα, θα θέλαμε να χρησιμοποιήσουμε αέρια υπέρ-θερμοκηπίου – με υψηλές θερμαντικές ικανότητες, και μεγάλο χρόνο ζωής (από 1000s έως 10 000s ετών) – για να μειώσουμε τον απαιτούμενο ρυθμό ανεφοδιασμού. Ένα τελικό σημείο-κλειδί είναι να επιλέξουμε αέρια υπέρ-θερμοκηπίου, που δεν καταστρέφουν την τωρινή – αλλά και μελλοντική – στιβάδα όζοντος του Άρη (σε αντίθεση με τους χλωροφθοράνθρακες, ή CFCs).

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου