يعد مفهوم التضاريس الأرضية للمريخ موضوعًا قديمًا في أدب الخيال العلمي ، وقد نوقش في السنوات الأخيرة في الأوساط العلمية. حدثت موجة جديدة من الاهتمام بهذا الموضوع بعد الكشف عن خطط وكالة ناسا والشركات التجارية الفردية لإرسال المستعمرين إلى المريخ. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار جميع الأنشطة الحالية لشركة SpaceX الخاصة كمراحل تحضيرية لهذا الهدف الرئيسي.
ينطوي إنشاء مستعمرة طويلة الأمد على كوكب المريخ نفسه على خطة لتغيير الأرض على الكوكب لجعله صالحًا للسكن والحد من مخاطر المستعمرين المرتبطين بنقص الأكسجين ، وتهديد الرياح الشمسية والإشعاع الكوني. في المقابل ، تنطوي عملية الترميم على ترميم الغلاف الجوي المريخي المفقود وتركيب
الدرع المغناطيسي أو مولد المجال الكهرومغناطيسي .
أصعب مرحلة هي استعادة الغلاف الجوي. هل هذا ممكن؟
قبل يومين ، نشرت مجلة
Nature Astronomy مقالة علمية تناقش بالتفصيل موضوع التضاريس الأرضية للمريخ والمشكلة الرئيسية - أين يمكن الحصول على ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون (CO
2 ). المؤلفون - بروس جاكوسكي (بروس جاكوسكي) من مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء ، جامعة كولورادو وكريستوفر إدواردز (كريستوفر إدواردز) من قسم الفيزياء وعلم الفلك ، جامعة شمال أريزونا.
في الصورة: صورة مركبة من جهازين مثبتين على مركبة الاستطلاع المريخية. يتوافق اللون الأخضر مع الكربونات المكشوفة في منطقة Nili Fossae على المريختم وصف المناهج الممكنة لتحليل كوكب المريخ في الأدبيات العلمية للسنوات الماضية ، بما في ذلك أعمال
Sagan (1971) و
Mackay et al. (1991) ،
pdf . وفقًا لعمل Mackay et al. ، هناك نهجان محتملان:
- زيادة الضغط إلى حد كاف حتى يتمكن الناس من العمل دون استخدام بدلات الضغط أو ملابس العمل. هذا النهج لا يتطلب وجود الأكسجين في الجو ، وهو ما يكفي للتنفس. يمكن للمستعمرين استخدام أقنعة الأكسجين ، والتي هي على أي حال أكثر ملاءمة من بدلات الفضاء.
- زيادة في تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي إلى درجة أن درجة الحرارة على المريخ تصل إلى مستوى يمكن أن تظل فيه المياه في حالة سائلة. ستعمل درجات الحرارة المرتفعة والماء السائل المستقر على تبسيط جميع جوانب العمليات على المريخ بشكل كبير.
يتطلب كلا النهجين للتشجير
الإضافي إضافة كمية كبيرة من الغاز إلى الغلاف الجوي .
غازات الدفيئة الوحيدة التي يمكن إضافتها إلى الغلاف الجوي للمريخ هي CO
2 و H
2 O لتوفير تأثير الاحتباس الحراري وزيادة درجة الحرارة. على الرغم من أن بعض العلماء يقترحون إدخال غازات أخرى ، مثل مركبات الكلوروفلوروكربون ، فإن مؤلفي هذا العمل يعتبرون هذا الخيار بديلاً مريبًا. غازات الدفيئة الجيدة CH
4 و H
2 غائبة أيضًا بكميات كبيرة ، لذلك ، ينظر المؤلفون فقط في CO
2 و H
2 O.
لذا ، أظهرت الحسابات السابقة للاحترار الجوي أن الماء وحده غير قادر على توفير الاحترار الكبير. لن تسمح درجة الحرارة بوجود بخار كافٍ في الغلاف الجوي. لذلك ، يلزم تسخين الغلاف الجوي باستخدام ثاني أكسيد الكربون. يبقى هذا الغاز فقط. ولكن هل هناك ما يكفي من احتياطيات ثاني أكسيد الكربون على كوكب المريخ لزيادة كثافة الغلاف الجوي وخلق تأثير الاحتباس الحراري؟ أصبح جرد المخزونات الحالية المهمة الرئيسية للباحثين.
ثاني أكسيد الكربون العالمي على سطح المريخيسرد العلماء الخزانات الموجودة لثاني أكسيد الكربون غير الجوي ويقيمون التأثير الذي سيطلقه هذا الغاز في الغلاف الجوي ، أي مدى زيادة كثافته. وقدروا أيضًا كمية CO
2 المفقودة التي كانت موجودة سابقًا على الكوكب ، لكنها منتشرة في الفضاء تحت تأثير الرياح الشمسية بعد الاختفاء المفاجئ للمجال المغناطيسي الوقائي على الكوكب.
وخلص المؤلفون إلى أن احتياطيات ثاني أكسيد الكربون الموجودة على كوكب المريخ لا تكفي لإصلاح الكوكب. حتى إذا تم استخراج كل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من الجليد القطبي ، فإن كثافة الغلاف الجوي سترتفع إلى 2٪ كحد أقصى من الأرض.
تذكر أن Elon Musk قد درس بالفعل هذه المشكلة واقترح
تفجير أقطاب المريخ لإطلاق الكمية المطلوبة من CO
2 و H
2 O. وفقًا للعلماء ، فإن هذه الطريقة لن تساعد. حتى لو افترضنا أن هناك أكبر قدر ممكن من ثاني أكسيد الكربون وقمت بإذابة جميع الأنهار الجليدية بالكامل ، فإن كثافة الغلاف الجوي ستزداد إلى ما لا يزيد عن 15٪ من الأرض.
من الناحية النظرية ، يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون عن طريق تسخين المعادن في القشرة المريخية. تشير صور المسماك في Nili Fossae إلى عمق كبير جدًا للكربونات. يعتقد العلماء أنه بهذه الطريقة يمكنك زيادة كثافة الغلاف الجوي للأرض. ولكن لهذا ستحتاج إلى:
- تذوب تمامًا القبعات والأنهار الجليدية القطبية ؛
- مسح سطح الكوكب بأكمله ، وتعريض المعادن ؛
- تسخين جميع الكربونات في القشرة المريخية بحيث ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون (ويستمر في تسخينها باستمرار حتى لا تمتص الغاز مرة أخرى.
من الناحية العملية ، يعتقد المؤلفون أنه من غير المحتمل أن نتمكن من زيادة كثافة الغلاف الجوي بأكثر من 1.5-2٪ من كثافة الأرض باستخدام ثاني أكسيد الكربون المريخي.
تم
نشر المقالة العلمية في 30 يوليو 2018 في مجلة
Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0529-6 ،
pdf ).