Fragen Sie Ethan: Ist es nicht dumm, davon zu träumen, den Mars zu terraformieren?

Mars und Erde auf einer Skala - es ist zu sehen, wie viel größer und wie viel freundlicher unser Planet für das Leben ist als unser roter Nachbar

Im gesamten uns bekannten Universum gibt es nur einen Planeten, der ein komplexes intelligentes Leben unterstützen kann: die Erde. Und obwohl ferne Welten, die sich um andere Sterne bewegen, ein ähnliches Potenzial wie die Erde haben und sogar bewohnt werden können, müssen wir erst noch lernen, wie man so weit reist. Aber was ist, wenn wir eine andere Welt in unserem Sonnensystem betrachten? Der wahrscheinlichste Kandidat ist der Mars, der offenbar in der Vergangenheit viele Eigenschaften besaß, die mit denen auf der Erde vergleichbar waren. Es ist möglich, dass er mit ein wenig Hilfe wieder dazu in der Lage sein wird. Eine Frage zu diesem Thema stellt unser Leser:

Ich habe verschiedene Materialien zu diesem Thema gelesen und die meisten beschreiben, wie man im Moment auf dem Mars leben kann, was wie ein ziemlich kompliziertes Unternehmen aussieht. Und jetzt haben wir auch erfahren, dass der Boden dort giftig ist und Bakterien schnell abtötet. Aber die wahre Terraforming des Mars? Es scheint mir, dass das Fehlen eines Magnetfelds das größte Problem sein wird, weshalb jede Atmosphäre, die Sie geschaffen haben, einfach von dort wegfliegt. Warum formen wir nicht die Erde - es wird viel einfacher!

Es gibt gute Gründe für eine pessimistische Haltung gegenüber dem, was wir mit unseren derzeitigen Technologien tun können, aber im Prinzip ist es immer noch möglich, den Mars in eine bewohnte Welt zu verwandeln.


Ein möglicher Weg, den Mars in eine erdähnlichere Form zu verwandeln. Die Welt zu einer bewohnten Art zu bringen, ohne Strukturen errichten zu müssen, in denen der Luftdruck aufrechterhalten wird, beginnt immer mit der Anordnung der Atmosphäre

Natürlich kann der Boden des Mars giftig sein, aber es gibt giftige Böden auf der Erde. Es gibt nur wenige Parameter, die die Möglichkeit des Lebens unter bestimmten Bedingungen bestimmen: pH-Wert, Feuchtigkeitsgehalt und die Fähigkeit, Elemente / Moleküle / Nährstoffe zurückzuhalten und nicht durch alles andere, was dort vorhanden ist, vergiftet zu werden. Der Boden der Erde kann mit gewöhnlichen chemischen Verfahren kultiviert und bewohnbar gemacht werden, und es gibt keinen Grund, auf dem Mars nichts Ähnliches zu tun. Dies ist höchstwahrscheinlich am einfachsten. Nachdem wir Mikroorganismen erhalten haben, die sich auf dem Mars vermehren können, auch wenn es nicht so viele wie auf der Erde geben wird, werden wir bereits einen großen Schritt beim Aufbau einer bewohnten Umwelt tun.


Newton Crater in Ausbesserungsfarben. Es sind Streifen sichtbar, der stärkste Beweis für das Vorhandensein von fließendem Wasser auf der Marsoberfläche

Mars hat ein schlimmeres Problem: Es ist trocken. Nicht dass es keinen Wasserdampf oder Eis gab; Sie sind da. Das Problem ist, irgendwo eine große Menge Wasser aufzunehmen, seinen stabilen Fluss in der flüssigen Phase. Und obwohl es zu bestimmten Tageszeiten salziges flüssiges Wasser auf dem Mars gibt - dies können wir an den wachsenden Bächen [linea] an den Hängen der Marslandschaft erkennen -, ist das Wasser die meiste Zeit entweder gefroren oder verdunstet. Soweit wir wissen, ist flüssiges Wasser für Lebensprozesse auf der Erde essentiell und existiert auf dem Mars nicht.


Saisonale gefrorene Seen erscheinen auf der gesamten Marsoberfläche, was auf das Vorhandensein von Wasser (nicht flüssig) auf der Oberfläche hinweist

Der physikalische Grund ist einfach: Die Marsatmosphäre ist zu dünn, um flüssiges Wasser an der Oberfläche zu tragen. Flüssiges Wasser benötigt einen bestimmten atmosphärischen Druck - mindestens 1% des Erddrucks. Auf dem Mars sind es nur 0,7% der Erde, wodurch die flüssige Phase kaum existieren kann. Eine Art von Flüssigkeit existiert nur aufgrund des Salzgehalts der Oberfläche und der Länge tiefer Krater, unter denen mehr Atmosphäre und mehr Druck herrschen können. Wenn Menschen auf der Marsoberfläche ungeschützt bleiben, kocht die Flüssigkeit in ihrem Körper, da die Bedingungen auf dem Mars die Grenze von Armstrong nicht erreichen


Armstrongs Grenze ist die Höhe (auf der Erde), wo der atmosphärische Druck so niedrig ist, dass die Flüssigkeit bei einer normalen Körpertemperatur des Menschen kocht - etwa 18 bis 19 km. Wenn der Druck in einem darüber liegenden Düsenflugzeug verschwindet, verliert der Pilot das Bewusstsein, selbst wenn er eine Sauerstoffmaske hat

Wenn Sie den Boden wieder bewohnen möchten, schaffen Sie ein makroskopisches Leben, das sich selbst tragen kann, eine bewohnbare Biosphäre, Ozeane und andere Arten von stabilem Wasser an der Oberfläche - Sie müssen Atmosphäre hinzufügen. Um eine erdähnliche Atmosphäre zu erhalten, muss die Atmosphäre auf dem Mars um das 140-fache erhöht werden: Es werden etwa 3500 Teratone, 3,5 × 10 ¹⁸ kg, sein. Dies ist vergleichbar mit der Masse des Asteroiden 5 Astrea oder Pak, dem inneren Satelliten von Uranus, und macht etwa 70% der Erdatmosphäre aus. Dazu müssen Sie viel Material liefern - vorzugsweise Stickstoff und Sauerstoff.


Der Mars, in Masse und Größe vergleichbar mit Ganymed, dem größten Mond des Jupiter, muss die Atmosphäre um eine Masse erhöhen, die mit der Masse des Mondes von Uranus, Pak, vergleichbar ist

Aber selbst wenn Sie so viel Atmosphäre hinzufügen, gibt es immer noch ein Problem: Der Mars hat kein Magnetfeld, das ihn vor dem Sonnenwind schützen kann. Wie die MAVEN- Mission der NASA bestätigte, verliert der Mars immer noch die Überreste seiner Atmosphäre aufgrund von Kollisionen geladener Teilchen mit ihm, wodurch viele Moleküle in den Weltraum fliegen. Die heutige Marsatmosphäre besteht fast ausschließlich aus Kohlendioxid, da dieses Molekül schwerer ist als andere Bestandteile der Atmosphäre, Stickstoff und Sauerstoff. Wenn wir den Mars terraformieren wollten, müssten wir nicht nur die Atmosphäre und das Wasser hinzufügen und die Oberfläche chemisch umwandeln, um sie bewohnbar zu machen, sondern auch die hinzugefügte Atmosphäre schützen - richtig?


Der Mars hat kein Magnetfeld, das seine Atmosphäre vor dem Sonnenwind schützen würde, daher verliert er es im Gegensatz zur Erde. Wir müssen jedoch die Zeitskalen berechnen, in denen dieser Verlust auftritt

Es kann nicht notwendig sein! Sie sehen, bei physischen Problemen ist ein quantitativer Ansatz erforderlich: um nicht nur zu verstehen, was passiert, sondern auch mit welcher Geschwindigkeit. Der Sonnenwind nimmt natürlich die Marsatmosphäre weg, aber nur die MAVEN-Mission beantwortete die Frage nach der Geschwindigkeit ihres Verschwindens: etwa 110 Gramm pro Sekunde. Bei Sonnenstürmen kann sich diese Geschwindigkeit bis zu zehnmal erhöhen, und sie scheint ziemlich schnell zu sein. Wenn Sie jedoch zählen, wie viel Zeit erforderlich ist, um die terraformierte Atmosphäre zu entfernen, erhalten Sie eine sehr große Zahl: Hunderte von Millionen von Jahren. Anstatt ein extrem starkes Magnetfeld zu erzeugen, können Sie einfach einen konstanten Fluss von Molekülen in die Atmosphäre einplanen, um den Verlust auszugleichen.


Die Erdatmosphäre, Blick von der ISS bei Sonnenuntergang, Mai 2010. Vielleicht kann die Marsatmosphäre nach dem Terraforming ungefähr gleich aussehen

Natürlich sollten wir unter keinen Umständen die Möglichkeit in Betracht ziehen, die Erde für den Mars aufzugeben: Eine Terraformierung des roten Planeten ist teurer als die Bemühungen, unsere Erde zu erhalten. Es spielt keine Rolle, wie sehr wir es vermasseln oder beschädigen, es wird immer noch die am meisten bewohnte Welt im Sonnensystem sein.


Mars und seine subtile Atmosphäre, Foto vom Wikingersatelliten in den 1970er Jahren. Selbst nach all den Schäden, die Menschen an der Erde anrichten, ist es schwer vorstellbar, wie die Korrektur der Erde schwieriger sein kann als die Terraformierung eines ganzen Wüstenplaneten

Befreien Sie sich von den Illusionen all derer, die glauben, dass wir zum Mars ziehen können, nachdem wir die Erde unbewohnt gemacht haben. Die Erde ist der erste Planet, und wir müssen herausfinden, wie wir unsere irdischen Probleme lösen können, um die Menschheit auf langfristigen Erfolg vorzubereiten. Der Mars mag Teil dieses langfristigen Plans sein, aber der schwierigste Teil seiner Transformation wird die Schaffung einer viel massiveren Atmosphäre sein. Aber wenn Sie dies schaffen, dann werden Ozeane, Regen, fruchtbarer Boden, ein blühendes Ökosystem folgen!

Ethan Siegel - Astrophysiker, Wissenschafts-Popularisierer, Autor von Starts With A Bang! Er schrieb die Bücher „Beyond the Galaxy“ ( Jenseits der Galaxie ) und „Tracknology: the science of Star Trek“ ( Treknology ).

FAQ: Wenn sich das Universum ausdehnt, warum erweitern wir uns dann nicht? warum das Alter des Universums nicht mit dem Radius seines beobachteten Teils übereinstimmt .