Fotoğraf kredisi: NASA
Yerel olarak, Dünya'nın yaşanabilir uçları vardır: Antarktika, Sahara çölü, Ölü Deniz, Etna Dağı. Küresel olarak, mavi gezegenimiz güneş sisteminin yaşanabilir bölgesinde veya sıcaklık ve basıncın sıvı suyu ve yaşamı desteklemeye uygun olduğu “Goldilocks” bölgesinde konumlanmıştır. Bu goldilocks bölgesinden gelen sınırların ötesinde iki komşumuzun yörüngesinde yuvarlanıyor: kaçak sera gezegeni, Venüs — goldilocks'un şartlarında “çok sıcak” ve “çok soğuk” soğuk kırmızı gezegen Mars.
-55 C ortalama küresel sıcaklığı ile Mars çok soğuk bir gezegendir. Mars'ı ısıtmak için standart modeller, ilk önce sera gazları ile bu ortalama sıcaklığı arttırır, daha sonra soğuk adaptasyonlu ürünler ve fotosentetik mikroplar ekler. Bu terraforming modeli, yörünge aynaları ve florokarbonları döken kimyasal fabrikalar gibi çeşitli iyileştirmeler içerir. Sonunda biyoloji, sanayileşme ve zamanın yardımıyla atmosfer daha da kalınlaşmaya başlayacaktı (mevcut Mars atmosferi Dünya'nınkinden% 99 daha ince). Mars'ı terraform yapmak için, kullanılan sera gazlarının seçimine ve konsantrasyonuna bağlı olarak, bir astronotun bir vizörü kaldırmaya başlaması ve ilk kez martian havasını solumasından önce on yıllar ila yüzyıllar sürebilir. Bu tür öneriler gezegensel mühendislikte ilk bilinçli çabayı başlatacak ve küresel ortamı karasal olarak bildiğimiz için hayata daha az düşmanca bir hale getirmeyi amaçlıyordu.
Bu küresel değişikliklerin bir başka versiyonu da Sahra'yı gezenlere tanıdık gelen yerel bir versiyon. Bazen hayat bir çöl vahasına çiçek açar. Mex-Areohab projesinin direktörü biyolog Omar Pensado Diaz'a göre Mars'ı değiştirmek için yerel bir strateji, Mars'ı bir seferde bir vaha haline getirmekle karşılaştırılabilir. Vahanın minimum boyutu, bir uzay ısıtıcısı olan bir sera gibi, kubbe şeklindeki plastik bir kapağın çapına uzanır. Bu yolla mikroterraforming, aksi takdirde uzaya sızan açık bir sistem olan bir gezegen için daha küçük bir alternatiftir. Diaz, bir fizikçinin Mars'ı endüstriyel araçlarla bir biyoloğun sera yöntemlerine değiştirebilme biçiminden farklıdır.
Diaz, Astrobiyoloji Dergisi ile, Mars'ı küçük stadyumlarla yeniden düzenlemenin, yemyeşil çöl çöllerine dönüşene kadar ne anlama gelebileceği hakkında konuştu.
Astrobiyoloji Dergisi (AM) : Küresel ve yerel bir terraforming stratejisi arasındaki farkları incelediğinize karar vermek doğru olur mu?
Omar Pensado Diaz (OPD): Modellerin entegrasyonunu dört gözle bekliyorum, farklılıklarına odaklanıyorum. Küresel seracılık ya da bir gezegeni süper sera gazları ile ısıtmak, fizik açısından tasarlanan bir strateji ya da modeldir; teklif ettiğim model ise biyolojik açıdan görülür.
Minimal Terraforming Ünitesi (MUT) adlı bir araçla mümkün olacak olan mikroterraforming adı verilen bir modelden bahsediyorum. Minimal Bir Terraforming Birimi kavramı, doğanın temel birimi olarak çalışan bir ekosistem olarak açıklanmaktadır. MUT, bir grup canlı organizmayı ve yaşadıkları fiziksel ve kimyasal ortamlarını içerir, ancak Mars'ta biyolojik bir kolonizasyon ve yeniden modelleme sürecinin geliştirilmesine uygulanır.
Bir sanatçının, kuzey yarımküresinin çoğunu kapsayan bir okyanusa sahip bir deniz mavisi Mars'ın yörüngeden nasıl görünebileceği konusundaki anlayışı.Mars, Michael Carroll tarafından şekillendirilmiş olarak. 1991'de bu görüntü Doğanın 'Mars'ı Yaşanabilir Hale Getirme' meselesinin ön kapağında kullanıldı.
Teknik olarak, bir iç ekosistemi içerecek ve koruyacak basınçlı kubbe şeklinde bir seradır. Bu kompleks çevreden izole edilmeyecektir; aksine sürekli olarak onunla temas halindedir, fakat kontrollü bir şekilde.
Önemli olan MUT Birimleri ve Mars çevresi arasındaki gaz alışverişidir, bu nedenle ekosistemin kendisi dramatik bir role sahiptir. Bu sürecin amacı fotosentez oluşturmaktır. Burada bitkileri atmosferi işleyen yüzeyi ve kimyasal fabrikaları örten olarak düşünmeliyiz.
AM: Çölde bir vaha modelinizi kullanarak yerel olarak çalışmanın avantajları ne olurdu? Temel bir terraforming ünitesine biyolojik benzetme ile, biyolojik hücrelerin nasıl bir iç dengeye sahip olduğu gibi, aynı zamanda tüm konak için farklı olan harici bir değişim ile mi değişiyorsunuz?
OPD: Bu modelde bulduğum avantajlar, bir terraforming sürecini daha hızlı başlatabilmemizdir, ancak aşamalar halinde, bu yüzden mikroterraformingdir.
Ancak en büyük ve en önemli avantaj, bitki yaşamının teknoloji yardımıyla bu sürece katılmaya başlayabilmemizdir. Yaşam bilgidir ve etrafındaki bilgileri işleyerek, birimin iç koşullarına uyum sürecini başlatır. Burada yaşamın plastisiteye sahip olduğunu ve sadece çevre koşullarına uyum sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda çevreyi kendi koşullarına da uyarlamasını sağlıyoruz. Genetik dilinde bu, genotip ve çevre arasında bir etkileşim olduğu ve fenotipik ifadelerin baskın koşullara adaptasyonunu üreten anlamına gelir.
Şimdi, yaklaşık 15 veya 20 yard çapında bir Birim gibi küçük bir ortamda, Birim dışındakinden çok daha sıcak bir ortama sahip olabiliriz.
AM: Bir Birimin neye benzeyebileceğini açıklayın.
OPD: Şeffaf, plastik fiber, çift katmanlı bir kubbe. Kubbe içeride gündüz sıcaklığı önemli ölçüde artıracak ve iç kısmı geceleri düşük sıcaklıklardan koruyacak bir sera etkisi yaratacaktır. Ayrıca, atmosferin basıncı içeride 60 ila 70 milibar daha yüksek olacaktır. Bu, bitkilerin fotosentetik işlemlerine ve sıvı suya izin vermek için yeterli olacaktır.
Termodinamik terimlerle, şimdi denge eksikliğinden bahsediyoruz. Mars'ı yeniden etkinleştirmek için bir termodinamik dengesizlik yaratmamız gerekiyor. Ünite, ilk olarak ihtiyaç duyulan şeyleri, örneğin sıcaklık farklarından zemin gazı gidermeyi üretecektir. Böyle bir süreç, küresel bir stratejiye giden yolla birlikte bir hedeftir.
Açıkçası, Birimler karbon dioksit yakalayan tuzaklara benzer; oksijeni serbest bırakır ve biyokütle üretir. Oksijen daha sonra periyodik olarak atmosfere salınır. Bir valf sistemi dışarıya gaz salar ve iç atmosfer basıncı 40 veya 35 milibar'a düştüğünde valfler otomatik olarak kapanır. Ve diğerleri açılacak ve emme yoluyla gaz Ünitenin içine girecek ve orijinal atmosfer basıncı dengelenecekti. Bu sistem sadece oksijenin salınmasına değil, aynı zamanda diğer gazların salınmasına da izin verecektir.
AM: Böyle bir vaha modelinde, açık bir sistemdir, ancak bölgesel koşullar üzerinde hiçbir etkisi olmaz. Başka bir deyişle, yerel sızıntı seyreltilir mi ve bu durumlarda, mikro-işçiliğin sadece işletilen seralardan farkı nedir?
OPD: Seraların - bu durumda Minimal Terraforming Ünitesinin - Mars'ta kademeli bir değişime başladığı düşünülmektedir. Fark, etki aralığına bağlıdır, çünkü mikro-üretme süreci burada başlar. Ayrıca, ona nasıl baktığınıza da bağlı, çünkü bu yöntemle, gezegenin atmosferini başka bir renge dönüştürmek ve Mars'ı termodinamik dengesizlik aşamasına girmek için bir zamanlar Dünya'da başarılı olan evrim modelini tekrarlamaya çalışıyoruz. .
En büyük avantaj, bir terraforming sürecini mikro ölçekte kontrol edebilmemizdir; Mars'ı Dünya'ya benzer bir yere daha hızlı dönüştürebilir ve aynı zamanda çevredeki çevre ile etkileşime sokabiliriz. Bunun en önemli yönü budur: daha hızlı süreçlerle ilerlemek. Daha önce söylediğim gibi, fikir fotosentez ortaya çıktıktan hemen sonra Dünya'da gelişen aynı evrim modelini takip etmektir. Dünyayı yeniden şekillendiren ve şekillendiren, yüzeyden karbon dixoide üreten ve o sırada var olan atmosfere dağıtan karasal bitkiler vardı.
Dr. Chris McKay ve Robert Zubrin, üç büyük yörünge aynasını yerleştirmeyi öneren ilginç bir model sundular. Aynalar Güneş'in ışığını Mars'ın güney kutbuna yansıtacak ve sera etkisini arttırmak ve daha sonra gezegenin küresel ısınmasını hızlandırmak için kuru buz (karbondioksit kar) katmanını yüceltecekti.
Bu tür aynalar Teksas büyüklüğündedir.
Sanırım bu aynalarda kullanılan aynı altyapı, Mars yüzeyi üzerinde Minimal Bir Terraforming Ünitesi için kubbeler inşa etmek için kullanıldıysa, daha yüksek gaz giderme oranları üretecek ve atmosferi daha hızlı oksijenlendireceğiz. Buna ek olarak, Üniteler yine de yüzeyden ısıtılmayacağı için güneş ısısını tutacağından, yüzeyin bir kısmı ısınacaktır.
Birimler içindeki ekosistemler için sıvı su eksikliği tartışmalıdır; ancak Washington Üniversitesi'nden Dr. Adam Bruckner tarafından yapılan bir teklifin bir çeşidi kullanılabilir. Bir zeolit (mineral katalizör) kondansatörünün kullanılmasından oluşur; daha sonra gelen havanın neminden su çekilir. Günlük su içerisine dökülür. Yine, bir hidrolojik döngünün bazı aşamalarını aktive edeceğiz, karbondioksiti yakalayacağız, atmosfere gaz bırakıp yüzeyi daha verimli bir zemin haline getireceğiz. Mars'ın çok küçük bir kısmında hızlandırılmış bir terraforming yapardık, ancak bu Ünitelerin yüzlerceini koyarsak, yüzey ve atmosfer üzerindeki gaz giderici etkilerin gezegensel yansımaları olacaktır.
AM: Kapalı biyosferler Dünya üzerinde Biyosfer 2 gibi çalıştığında, örneğin karbonat oluşturmak için kaya ile kombinasyon nedeniyle oksijen kaybı ile ilgili sorunlar ortaya çıktı. Bugün dünyada büyük ölçekli, kendi kendini idame ettiren sistemlerin örnekleri var mı?
OPD: İnsanlar tarafından inşa edilen büyük ölçekli, kendi kendini idame ettiren sistemler? Hiçbirini bilmiyorum, ama yaşamın kendisi, çevredeki ortamdan çalışması için gerekenleri alan kendi kendini sürdüren bir sistemdir.
Bu kapalı biyosferlerin problemiydi, Dünya'da olduğu gibi bir geri bildirim devresi yapamadılar. Ayrıca, önerdiğim sistem kapatılmayacaktı; yeni gazlar dahil ederken fotosentezin etkisi ile işlenmiş olanların bir kısmını serbest bırakarak, Mars'ın çevre ile aralıklı olarak etkileşime girecektir. Minimum Terraforming Ünitesi kapalı bir sistem olmayacaktır.
James Lovelock’un ‘Gaia teorisini’ dikkate alırsak, Dünya’yı büyük ölçekli, kendi kendini sürdüren bir sistem olarak düşünebiliriz, çünkü biyojeokimyasal döngüler aktiftir - bugün Mars'ta gerçekleşmeyen bir durum. Oksijenin büyük bir kısmı, gezegene oksitlenmiş bir karakter vererek yüzeyi ile birleştirilir. Bu anlamda, Asgari Terraforming Ünitesi içinde, biyojeokimyasal döngüler yeniden aktif hale getirilecekti. Bu kubbeler, diğerlerinin yanı sıra oksijen ve karbonatları serbest bırakacaktı, bu nedenle salınım yavaş yavaş gezegenin atmosferine akmaya başlayacaktı.
AM: Küresel terraforming için sıklıkla belirtilen en hızlı yöntem, Mars atmosferine florokarbonları sokmaktır. Küçük yüzde değişiklikleri ile büyük sıcaklık ve basınç değişiklikleri bunu takip eder. Bu güneş etkileşimine dayanır. Örneğin ultraviyole ışık kubbelere nüfuz etmiyorsa, kapalı bir kabarcık bu mekanizmayı kullanabilir mi?
OPD: Bundan farklı bir yoldan bahsediyoruz - florokarbonlar ve diğer sera gazları kullanmamak. Önerdiğimiz yöntem, biyokütle artışı için karbondioksit yakalar, oksijen ve iç ısı depolamasını serbest bırakır, hepsi de Ünite içinde bir karbondioksit gazı giderir. Bugün toprağa hapsolmuş diğer gazlar, kademeli olarak yoğunlaştırılması için Mars atmosferine salınacaktı. Aslında, bir ekosistemin ultraviyole ışınlarına doğrudan maruz kalması, karbondioksit yakalama, biyokütle oluşumu ve yer gazı üretimi için ters etki yaratacaktır. Tam olarak, kubbe bir ekosistemi soğuk ve ultraviyole radyasyondan korumak ve iç basıncını korumak için çalışır.
Şimdi, kubbe önemli bir ısı tuzağı ve bir ısı yalıtkanı olacaktır. Daha önceki hücre benzetmesini yapan kubbe, yerel ekosistemi termodinamik dengesizliğe sürükleyen biyolojik bir zar gibidir. Bu dengesizlik yaşamın gelişmesine izin verecektir.
AM: Yüksek yerel sera gazı konsantrasyonları (metan, karbondioksit veya CFC gibi) küresel olarak herhangi bir etkiye sahip olmadan yerel olarak zehirli olur mu?
OPD: Yaşam bizim için toksik olan koşullara uyum sağlayabilir; yükseltilmiş bir karbondioksit konsantrasyonu bitkiler için yararlı olabilir ve hatta üretimini artırabilir veya metanda olduğu gibi, bu gazı geçimleri için gerektiren bazı metanojenik organizmalar vardır.
Bu tür gazlar küresel sıcaklığı yükseltmek için uygundur; diğer yandan, bitki yaşamı için en uygun gaz karbondioksittir. Amaç, bu organizmaların yeni bir ortama kademeli olarak adaptasyonuna ve çevrenin bu organizmalara adaptasyonuna yol açan evrimsel kalıpları yeniden üretmektir.
AM: Mars'taki küresel terraforming, bir asırdan uzun zamanlara kadar değişen zaman aralıklarına sahiptir. Önerdiğiniz vaha modelini kullanarak yerel çabaların yaşanabilirliği hızlandırabileceğini tahmin etmenin yolları var mı?
OPD: Bu, bitkilerin fotosentetik verimliliğine ve çevreyi adapte ederken kendilerini çevreye adapte etme yeteneklerine bağlı olacaktır. Bununla birlikte, iki değerlendirmeyi düşünebiliriz: bir yerel ve bir küresel.
Daha açık bir şekilde, bu değerlendirmeler ilk olarak her Minimal Terraforming Ünitesinde fotosentetik verimliliği, oksijenasyon hızı, karbondioksit yakalama ve kubbe yüzeyinin gazının alınmasıyla ölçülebilir. Bu oran güneş insidansına ve sera etkisine bağlı olacaktır. Küresel düzeyde, gezegenin yeniden şekillenmesinin hızı, Mars yüzeyinin tamamında kaç Minimum Ünitenin kurulabileceğine bağlı olacaktır. Yani, daha az Terraforming Birimi varsa, gezegenin dönüşümü daha hızlı tamamlanacaktır.
Bu noktada önemli olduğunu düşündüğüm bir şeyi açıklığa kavuşturmak istiyorum. Büyük başarı, insanlar bugün Dünya'da yaptığımız şekilde yaşayabilmek için Mars'ı yeşil bir gezegene dönüştürmek olacaktır. Bitki hayatının önce Minimal Terraforming Ünitesi içinde ve sonra bu makineler döngüsünü bitirdiğinde ve hayat dışarda bir patlama olarak ortaya çıktığında, hayattan beri durdurulamaz bir türleşme görmek için nasıl tepki verdiğini görmek olağanüstü olurdu. çevreye, çevre de hayata tepki verecekti.
Ve böylece, dünyada büyük ve düz bir kerestesi olan çam ağaçları gibi ağaçları izleyebiliriz. Mars'ta, düşük sıcaklıklara ve esen rüzgarlara direnecek kadar güçlü, daha esnek bir türe sahip olabiliriz. Fotosentetik makineler olarak, çamlar, biyokütle birikimi için su, mineraller ve karbondioksit tutarak, gezegen transformatörleri olarak rollerini yerine getireceklerdi.
AM: Araştırma için hangi gelecek planlarınız var?
OPD: Mars koşullarının kısmi simülasyonlarını başlatmak istiyorum. Bu, En Az Terraforming Ünitesinin çalışmasını ve aynı zamanda bitkilerin fizyolojik tepkisini araştırmak ve iyileştirmek için gereklidir. Başka bir deyişle, provalar.
Bu çok disiplinli ve kurumlar arası bir araştırmadır, bu nedenle mühendislerin, biyologların ve genetik uzmanlarının ve konuyla ilgilenen diğer bilimsel organizasyonların katılımı gerekecektir. Bunun sadece ilk girişim olduğunu söylemeliyim; Örneğin, agresif çöl yayılmasına karşı savaşarak, zeminleri iyileştirerek ve kademeli ilerlemesini durdurmak için engeller oluşturarak kendi gezegenimizde deneyebileceğimiz bir teoridir.
Orijinal Kaynak: Astrobiyoloji Dergisi
İşte benzer bir proje hakkında bir makale. Biyosfer 2'yi hatırlıyor musunuz?
