Terraformació: construir una nova Terra en un lloc nou

Un dia pot resultar que en cas d'una catàstrofe global, no serà possible restaurar la civilització a la Terra ni tornar a l'estat en què es trobava abans de l'amenaça. Val la pena tenir un món nou en estoc i construir-hi tot de nou, millor que el que vam fer al nostre planeta natal. No obstant això, no coneixem cap cos celeste que estigui preparat per a una ocupació immediata. Hem de tenir en compte que caldrà una mica de treball per preparar un lloc així.

1. Portada del conte “Colisió en òrbita”

Terraformar un planeta, una lluna o un altre objecte és un procés hipotètic, en cap altre lloc (pel que sabem) de canviar l'atmosfera, la temperatura, la topografia de la superfície o l'ecologia d'un planeta o un altre cos celeste perquè s'assembla a l'entorn de la Terra i faci és apte per a la vida terrestre.

El concepte de terraformació ha evolucionat tant en el camp com en la ciència real. Es va introduir el terme en si Jack Williamson (Will Stewart) a la història "Collision Orbit" (1), publicada el 1942.

Venus és fresc, Mart és càlid

En un article publicat a la revista Science el 1961, l'astrònom Carl Sagan proposat. Va imaginar plantant algues a la seva atmosfera que convertirien l'aigua, el nitrogen i el diòxid de carboni en compostos orgànics. Aquest procés eliminarà el diòxid de carboni de l'atmosfera, reduint l'efecte hivernacle fins que les temperatures baixin a nivells còmodes. L'excés de carboni es localitzarà a la superfície del planeta, per exemple, en forma de grafit.

Malauradament, els descobriments posteriors sobre les condicions de Venus van demostrar que aquest procés era impossible. Si fos només perquè els núvols d'allà consisteixen en una solució molt concentrada d'àcid sulfúric. Fins i tot si teòricament les algues poguessin créixer a l'entorn hostil de l'atmosfera superior, l'atmosfera en si és simplement massa densa: una pressió atmosfèrica alta produiria oxigen molecular gairebé pur i el carboni es cremaria, alliberant CO de nou.₂.

Tanmateix, la majoria de vegades parlem de terraformació en el context de la potencial adaptació de Mart. (2). A l'article "Enginyeria Planetària a Mart", publicat a la revista Icarus el 1973, Sagan considerava que el Planeta Roig era un lloc potencialment habitable per als humans.

2. Visió per a les properes etapes de terraformació de Mart

Tres anys més tard, la NASA va abordar formalment el problema de l'enginyeria planetària utilitzant el terme "ecosíntesi planetària". L'estudi publicat va concloure que Mart podria donar suport a la vida i convertir-se en un planeta habitable. Aquell mateix any, es va organitzar la primera sessió d'una conferència sobre terraformació, llavors també coneguda com a "modelació planetaria".

No obstant això, no va ser fins al 1982 que la paraula "terraformació" va començar a utilitzar-se en el seu sentit modern. Planetòleg Christopher McKay (7) va escriure el document "Terraforming Mars", que va aparèixer al Journal of the British Interplanetary Society. El document parlava de les perspectives d'autoregulació de la biosfera marciana, i la paraula utilitzada per Mackay s'ha convertit des de llavors en la preferida. El 1984 James Lovelock i Michael Allaby va publicar el llibre Greening Mars, un dels primers a descriure un nou mètode per escalfar Mart mitjançant clorofluorocarburs (CFC) afegits a l'atmosfera.

En total, ja s'han dut a terme moltes investigacions i discussions científiques sobre la possibilitat d'escalfar aquest planeta i canviar-ne l'atmosfera. Curiosament, alguns mètodes hipotètics per transformar Mart ja poden estar dins de les capacitats tecnològiques de la humanitat. No obstant això, els recursos econòmics necessaris per a això seran molt més grans que els que qualsevol govern o societat està disposat a dedicar actualment a aquest propòsit.

Enfocament metòdic

Després que la terraformació entrés en una circulació més àmplia de conceptes, es va començar a sistematitzar el seu abast. El 1995 Martyn J. Fogg (3) al seu llibre Terraforming: Engineering Planetary Environments, va proposar les definicions següents per a diversos aspectes relacionats amb aquest camp:

• enginyeria planetària – l'ús de la tecnologia per influir en les propietats globals del planeta;
• geoenginyeria – enginyeria planetària aplicada específicament a la Terra. Cobreix només aquells conceptes de macroenginyeria que estan associats a canvis en determinats paràmetres globals, com ara l'efecte hivernacle, la composició atmosfèrica, la radiació solar o el flux de xoc;
• terraformació - un procés d'enginyeria planetària dirigit, en particular, a augmentar la capacitat de l'entorn planetari extraterrestre de suportar la vida en un estat determinat. L'assoliment final en aquest àmbit serà la creació d'un ecosistema planetari obert que imiti totes les funcions de la biosfera terrestre, totalment adaptat per a l'habitació humana.

Fogg també va desenvolupar definicions de planetes amb diferents graus de compatibilitat en termes de supervivència humana en ells. Va distingir els planetes:

• habitada () – un món amb un entorn prou semblant al de la Terra perquè la gent hi pugui viure còmodament i lliurement;
• biocompatible (BP) - planetes amb paràmetres físics que permeten que la vida creixi a la seva superfície. Encara que no en tinguin d'entrada, poden contenir una biosfera molt complexa sense necessitat de terraformació;
• terraformat fàcilment (ETP) - Planetes que tenen el potencial de convertir-se en biocompatibles o habitables i poden ser recolzats per un conjunt relativament modest de tecnologies i recursos d'enginyeria planetària emmagatzemats en una nau espacial propera o una missió precursora robòtica.

Fogg suggereix que Mart va ser un planeta biològicament compatible en la seva joventut, tot i que actualment no entra en cap de les tres categories: la seva terraformació està més enllà de l'ETP, massa difícil i massa car.

La presència d'una font d'energia és un requisit absolut per a la vida, però la idea de la viabilitat immediata o potencial d'un planeta es basa en molts altres criteris geofísics, geoquímics i astrofísics.

De particular interès és el conjunt de factors que, a més dels organismes més simples de la Terra, donen suport als organismes pluricel·lulars complexos. animals. La investigació i les teories en aquest camp formen part de la ciència planetària i l'astrobiologia.

Sempre es pot utilitzar termonuclear

Al seu full de ruta d'astrobiologia, la NASA defineix els criteris clau d'adaptació com a principalment "recursos d'aigua líquida adequats, condicions que promouen l'agregació de molècules orgàniques complexes i fonts d'energia per donar suport al metabolisme". Quan les condicions del planeta esdevenen adequades per a la vida d'una espècie en particular, pot començar la importació de la vida microbiana. A mesura que les condicions s'acosten a les de la Terra, es pot introduir vida vegetal. Això acceleraria la producció d'oxigen, fet que teòricament faria que el planeta finalment fos capaç de donar suport a la vida animal.

A Mart, la manca d'activitat tectònica va impedir el reciclatge de gasos dels sediments locals, que a la Terra és beneficiós per a l'atmosfera. En segon lloc, es pot suposar que l'absència d'una magnetosfera completa al voltant del planeta vermell va provocar la destrucció gradual de l'atmosfera pel vent solar (4).

4. Una magnetosfera feble no protegeix l'atmosfera marciana

La convecció al nucli de Mart, que és majoritàriament ferro, va crear inicialment un camp magnètic, però la dinamo fa temps que ha deixat de funcionar i el camp marcià ha desaparegut en gran mesura, possiblement a causa de la pèrdua de calor del nucli i la solidificació. Avui dia, el camp magnètic és una col·lecció de camps més petits, similars als paraigües locals, principalment al voltant de l'hemisferi sud. Les restes de la magnetosfera cobreixen aproximadament el 40% de la superfície del planeta. Resultats de la investigació de la missió de la NASA Especialista mostren que l'atmosfera s'està netejant principalment per ejeccions de massa coronal solar, que bombardegen el planeta amb protons d'alta energia.

La terraformació de Mart hauria d'implicar dos grans processos simultanis: la creació d'una atmosfera i el seu escalfament.

Una atmosfera més espessa de gasos d'efecte hivernacle com el diòxid de carboni deixarà d'entrar la radiació solar. A mesura que les temperatures més altes afegeixen gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera, els dos processos es reforçaran mútuament. Tanmateix, el diòxid de carboni per si sol no seria suficient per mantenir temperatures per sobre del punt de congelació de l'aigua; caldria alguna cosa més.

Una altra sonda de Mart que recentment va rebre un nom Persistència i es posarà en marxa aquest any, tindrà intent de generar oxigen. Sabem que l'atmosfera fina conté un 95,32% de diòxid de carboni, un 2,7% de nitrogen, un 1,6% d'argó i un 0,13% d'oxigen, així com molts altres elements en quantitats encara més petites. L'experiment conegut com alegria (5) és utilitzar diòxid de carboni i extreure'n oxigen. Les proves de laboratori han demostrat que això és generalment possible i tècnicament factible. Has de començar per algun lloc.

5. Mòduls grocs per a l'experiment MOXIE al rover Perseverance.

cap de SpaceX, Elon Musk, no seria ell mateix si no introduís els seus dos cèntims a la discussió sobre la terraformació de Mart. Una de les idees de Musk és baixar als pols marcians. bombes d'hidrogen. Un bombardeig massiu, segons la seva opinió, crearia molta energia tèrmica en fondre el gel, i això alliberaria diòxid de carboni, que crearia un efecte hivernacle a l'atmosfera, atrapant la calor.

El camp magnètic al voltant de Mart protegirà els marsonautes dels raigs còsmics i crearà un clima suau a la superfície del planeta. Però definitivament no podreu posar-hi un gran tros de ferro líquid dins. Per tant, els experts ofereixen una altra solució: inseriu w libraments de punts L1 en el sistema Mart-Sol gran generador, que crearà un camp magnètic força fort.

El concepte es va presentar al taller Planetary Science Vision 2050 pel Dr. Jim Green, director de la Divisió de Ciència Planetària, la divisió d'exploració planetària de la NASA. Amb el pas del temps, el camp magnètic faria augmentar la pressió atmosfèrica i les temperatures mitjanes. Un augment de només 4 °C fondria el gel a les regions polars, alliberant COXNUMX emmagatzemat.₂això provocarà un potent efecte hivernacle. L'aigua hi tornarà a fluir. Segons els creadors, el temps real d'implementació del projecte és el 2050.

Al seu torn, la solució proposada el juliol passat pels investigadors de la Universitat de Harvard no promet terraformar tot el planeta alhora, però pot ser un mètode pas a pas. Els científics han ideat construcció de "cúpules" a partir de fines capes d'aerogel de sílice que serien transparents i alhora proporcionen protecció UV i escalfen la superfície.

Durant la simulació, va resultar que una fina capa d'aerogel de 2-3 cm és suficient per escalfar la superfície fins a 50 °C. Si triem els llocs adequats, vol dir que la temperatura dels fragments de Mart augmentarà fins a -10°C. Encara serà baix, però en un rang que podem manejar. A més, probablement mantindria l'aigua d'aquestes regions en estat líquid durant tot l'any, cosa que, combinada amb l'accés constant a la llum solar, hauria de ser suficient perquè la vegetació faci la fotosíntesi.

Terraformació ecològica

Si les idees de recrear Mart per semblar a la Terra sonen fantàstiques, aleshores la terraformació potencial d'altres cossos còsmics porta el nivell de fantasia a l'enè grau.

Venus ja s'ha esmentat. Menys conegudes són les consideracions al respecte terraformant la lluna. Jeffrey A. Landis La NASA va calcular el 2011 que la creació d'una atmosfera al voltant del nostre satèl·lit amb una pressió de 0,07 atm a partir d'oxigen pur requeriria un subministrament de 200 mil milions de tones d'oxigen d'algun lloc. L'investigador va suggerir que això es podria fer mitjançant reaccions de reducció d'oxigen de les roques lunars. El problema és que a causa de la baixa gravetat, ràpidament la perdrà. Pel que fa a l'aigua, els plans anteriors per bombardejar la superfície lunar amb cometes poden no funcionar. Resulta que hi ha molta H local al sòl lunar₂0, especialment al voltant del pol sud.

Altres possibles candidats per a la terraformació -potser només parcial- o la paraterraformació, consistent en la creació sobre cossos espacials alienígenes hàbitats tancats per a les persones (6) aquests són: Tità, Cal·listo, Ganimedes, Europa i fins i tot Mercuri, la lluna de Saturn Encèlad i el planeta nan Ceres.

6. Visió artística de la terraformació parcial

Si anem més enllà dels exoplanetes, entre els quals ens trobem cada cop més amb mons amb grans similituds amb la Terra, de sobte arribem a un nivell de discussió completament nou. Podem identificar planetes allà a la distància com ETP, BP i potser fins i tot HP, és a dir. aquells que no tenim al sistema solar. Aleshores, aconseguir un món així esdevé un problema més gran que la tecnologia i els costos de la terraformació.

Moltes propostes d'enginyeria planetària impliquen l'ús de bacteris modificats genèticament. Gary King, un microbiòleg de la Universitat Estatal de Louisiana que estudia els organismes més extrems de la Terra, assenyala que:

"La biologia sintètica ens ha donat un conjunt notable d'eines que es poden utilitzar per crear nous tipus d'organismes adaptats específicament als sistemes que volem dissenyar".

El científic exposa les perspectives de la terraformació, explicant:

"Volem estudiar microbis seleccionats, trobar gens responsables de la supervivència i la utilitat per a la terraformació (com la resistència a la radiació i la manca d'aigua) i després aplicar aquests coneixements a l'enginyeria genètica de microbis especialment dissenyats".

El científic veu els majors reptes en la capacitat de seleccionar genèticament i adaptar els microbis adequats, creient que podrien trigar "deu anys o més" a superar aquest obstacle. També assenyala que la millor manera seria desenvolupar "no només un tipus de microbi, sinó diversos que funcionin junts".

Els experts han suggerit que en lloc de, o a més de, terraformar entorns alienígenes, els humans podrien adaptar-se a aquests llocs mitjançant l'enginyeria genètica, la biotecnologia i les millores cibernètiques.

Lisa Nipp de l'equip de màquines moleculars del MIT Media Lab va dir que la biologia sintètica podria permetre als científics modificar genèticament persones, plantes i bacteris, adaptant els organismes a les condicions d'un altre planeta.

Martin J. Fogg, Carl Sagan oraz Robert Zubin i Richard L.S. TyloCrec que fer habitables altres mons, com a continuació de la història de vida de l'entorn en transformació de la Terra, és completament inacceptable. deure moral de la humanitat. També indiquen que el nostre planeta finalment deixarà de ser viable de totes maneres. A llarg termini, cal considerar la necessitat de moure's.

Encara que els defensors creuen que no hi ha res a veure amb la terraformació de planetes àrids. assumptes ètics, hi ha opinions que en qualsevol cas seria poc ètic interferir amb la natura.

Tenint en compte el tractament anterior de la humanitat a la Terra, és millor deixar que altres planetes no estiguin exposats a l'activitat humana. Christopher McKay argumenta que la terraformació és èticament correcta només quan estem absolutament segurs que el planeta alienígena no amaga la vida nativa. I encara que aconseguim trobar-lo, no hem d'intentar transformar-lo per al nostre propi ús, sinó actuar de tal manera que adaptar-se a aquesta vida alienígena. En cap cas és al revés.

Vegeu també: