Κάντε τον Άρη πάλι υπέροχο
Ο Άρης σήμερα κατοικείται από περίπου 1 εκατομμύριο μικρόβια. Επικαλύπτουν τις επιφάνειες και στριμώχνουν τα μύχια των ρομποτικών προσεδαφίσεων και ρόβερ μας, τα οποία η διεθνής πολιτική απαιτεί να καθαριστούν, αλλά όχι να αποστειρωθούν πλήρως. Τα σφάλματα είναι αδρανοποιημένα, αλλά βιώσιμα. Εάν ο Άρης ζεσταινόταν και το νερό άρχιζε να ρέει ξανά, αυτοί οι μικροοργανισμοί θα αναζωογονούνταν και θα αναπαράγονταν. Και είναι στις δυνάμεις μας να το κάνουμε αυτό.
Η έννοια του terraforming—κάνοντας έναν άγονο κόσμο κατάλληλο για ευρέως διαδεδομένη ζωή—είναι καλά ανεπτυγμένη στην επιστημονική φαντασία. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε μια ιστορία επιστημονικής φαντασίας που δημοσιεύτηκε το 1942. Υπονοεί τη δημιουργία ενός αντιγράφου της Γης, που δεν χρειάζεται να είναι ο στόχος, αλλά η λέξη που πιάνεται. (Είναι σίγουρα πιο ευφωνία από τις προτεινόμενες εναλλακτικές της «οικοποίησης» ή της «πλανητικής οικοσύνθεσης».) Στη δεκαετία του '90 η βραβευμένη τριλογία επιστημονικής φαντασίας του Kim Stanley Robinson, Red Mars , Πράσινος Άρης και Μπλε Άρης με επίκεντρο την επιστήμη και την ηθική της εδαφικής διαμόρφωσης. Ωστόσο, η δημιουργία εδαφών δεν είναι πλέον μόνο επιστημονική φαντασία.
Με γοήτευε η τεραφόρμ για όλη μου την επαγγελματική ζωή. Νιώθω ότι, μέσα στον φυσικό κόσμο, μπορούμε να βρούμε νόημα και αξία στο φαινόμενο της ζωής. Επιπλέον, εμείς οι άνθρωποι είμαστε σε θέση να διευρύνουμε αυτή την αξία συμβάλλοντας στον πλούτο και την ποικιλομορφία της ζωής στο σύμπαν. Αυτό ξεκινά στη Γη με τη διαχείριση της ζωής εδώ. Αλλά λόγω των μοναδικών ικανοτήτων των ανθρώπων, μπορούμε να οραματιστούμε την επέκταση της ζωής πέρα από τη Γη. Ο Άρης είναι η πρώτη πραγματική δοκιμή των κινήτρων και της ικανότητάς μας να το κάνουμε αυτό.
Από όλους τους άλλους κόσμους στο ηλιακό μας σύστημα, μόνο ο Άρης έχει ρεαλιστικές δυνατότητες για εδαφομορφοποίηση. Οι έρευνές μας στον πλανήτη έδειξαν ότι ήταν κατοικήσιμος στο παρελθόν, επομένως θα έπρεπε να έχει όλα τα συστατικά για να ανακτήσει την παλιά του αίγλη. Η πρωταρχική πρόκληση είναι να ζεσταθεί ο πλανήτης. Και η θέρμανση των πλανητών είναι μια τεχνολογία στην οποία εμείς οι άνθρωποι είμαστε πολύ καλοί.
Από ό,τι μπορούμε να πούμε, ο Άρης έχει τα βασικά υλικά για την κατασκευή μιας βιόσφαιρας:νερό, άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα. Οι αποστολές της τελευταίας δεκαετίας έχουν αποδείξει ότι τα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη είναι πλούσια σε πάγο νερού και το ρόβερ Curiosity ανίχνευσε πρόσφατα νιτρικά άλατα στο έδαφος (περίπου 0,03 τοις εκατό κατά μάζα). Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ο κύριος χαρακτήρας μπαλαντέρ. Ο Άρης μπορεί να έχει τεράστια στρώματα ανθρακικών ορυκτών, αλλά αυτή η μορφή διοξειδίου του άνθρακα δεν απελευθερώνεται εύκολα ως αέριο. Η επιτυχία της εδαφομορφοποίησης θα εξαρτηθεί από το νότιο πολικό καπάκι και το πολικό έδαφος. Μπορεί να περιέχουν αρκετό διοξείδιο του άνθρακα για να διογκώσουν ελάχιστα την ατμόσφαιρα ή θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν αρκετό ώστε να δημιουργήσουν πίεση στον Άρη ίση με την πίεση στη στάθμη της θάλασσας στη Γη.
Στην τελευταία περίπτωση, μελέτες για το κλίμα του Άρη δείχνουν ότι έχει δύο σημεία σταθερότητας. Το σημερινό του κλίμα, με αραιή ατμόσφαιρα, παχύ πολικό κάλυμμα και μέση επιφανειακή θερμοκρασία -60 βαθμούς Κελσίου, είναι σταθερό. Αλλά ο Άρης έχει μια δεύτερη σταθερή κλιματική κατάσταση, με πυκνή ατμόσφαιρα, λεπτό πολικό καπάκι και θερμοκρασίες 15 βαθμών Κελσίου. Αυτό είναι που κάνει εφικτή τη γήινη διαμόρφωση του Άρη. Εάν μπορούσαμε να ωθήσουμε το κλίμα του από την πρώτη κατάσταση στη δεύτερη, οι ευγενικές συνθήκες θα ήταν αυτοσυντηρούμενες.
Αυτό θα μπορούσε να συμβεί εξαιρετικά γρήγορα. Για να κρίνουμε από το πόσο γρήγορα οι εκπομπές θερμοκηπίου μας θερμαίνουν τη Γη, θα μπορούσαμε να μεταφέρουμε τον Άρη σε θερμή κλιματική κατάσταση μέσα σε 100 χρόνια. Η πιο αποτελεσματική τεχνική θα ήταν η παραγωγή αερίων υπερθερμοκηπίου όπως χλωροφθοράνθρακες ή, καλύτερα, υπερφθοριωμένες ενώσεις, που δεν είναι τοξικές, δεν παρεμβαίνουν στην ανάπτυξη του στρώματος του όζοντος και αντιστέκονται στην καταστροφή από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία. Το Curiosity επιβεβαίωσε πρόσφατα την παρουσία φθορίου στα πετρώματα του Άρη, επομένως τα συστατικά είναι όλα εκεί.
Μόλις ζεσταθεί ο Άρης, το νερό θα αρχίσει να ρέει στην επιφάνεια και θα επικρατήσει ένας υδρολογικός κύκλος που μοιάζει με τη Γη. Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί θα είναι σε θέση να ευδοκιμήσουν και θα μετατρέψουν τα νιτρικά και υπερχλωρικά του εδάφους σε άζωτο και αέριο οξυγόνο. Οι άνθρωποι θα μπορούν να περπατούν χωρίς διαστημική στολή, αν και θα χρειάζονται ακόμα μάσκα οξυγόνου.
Από εκείνο το σημείο και μετά, το έργο εδαφικής διαμόρφωσης θα επικεντρωθεί στη δημιουργία οξυγόνου. Για να αναπνέουν οι άνθρωποι φυσικά απαιτούνται επίπεδα οξυγόνου πάνω από 13 τοις εκατό και επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα κάτω από 1 τοις εκατό. Στη Γη, η παγκόσμια βιόσφαιρα χρησιμοποιεί το ηλιακό φως για να παράγει βιομάζα και οξυγόνο με απόδοση μετατροπής ενέργειας 0,01 τοις εκατό. Με αυτόν τον ρυθμό, θα χρειάζονταν 100.000 χρόνια για να δημιουργηθεί μια ατμόσφαιρα παρόμοια με τη Γη στον Άρη. Το 0,01 τοις εκατό υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε ωκεανούς, ερήμους και δάση. Η εγγενής αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης από την άποψη ενός φύλλου μονάδας είναι πολύ υψηλότερη, περίπου 5 τοις εκατό. Αν αυτό μπορούσε να επιτευχθεί σε ολόκληρη την περιοχή του Άρη, το χρονοδιάγραμμα γίνεται μερικές εκατοντάδες χρόνια. Η συνθετική βιολογία μπορεί να είναι σε θέση να το επιταχύνει περαιτέρω.
Όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, οι αποφασιστικοί παράγοντες μπορεί να μην είναι τεχνολογικοί, αλλά κοινωνικοί και ηθικοί. Για παράδειγμα, πώς θα αντιδρούσαμε αν ο Άρης αποδειχτεί ότι έχει τη δική του ζωή; Ως πρώτο βήμα, θα πρέπει να προσδιορίσουμε πώς η ζωή στον Άρη σχετίζεται με τη ζωή στη Γη. Και οι δύο μπορεί κάλλιστα να είναι η ίδια μορφή ζωής, αφού προήλθαν από τον ένα κόσμο και εξαπλώθηκαν στον άλλο από μετεωρίτες. Αυτό ενδέχεται να μην επηρεάσει τα σχέδια για τη διαμόρφωση εδάφους.
Η κατάσταση είναι πιο ακανθώδης αν η ζωή στον Άρη δεν σχετίζεται με τη γήινη ζωή και αντιπροσωπεύει ξεκάθαρα μια δεύτερη γένεση ζωής. Το κίνητρο για την αλλαγή του Άρη δεν θα ήταν η δημιουργία ενός νέου οικοτόπου για τη ζωή στη Γη, αλλά η ενίσχυση του πλούτου και της ποικιλομορφίας της γηγενούς ζωής στον Άρη. Τα υπάρχοντα σκάφη προσεδάφισης και οι ανιχνευτές μας θα πρέπει να αφαιρεθούν ή να αποστειρωθούν στη θέση τους, έτσι ώστε τυχόν μικροβιακά ωτοστόπ να μην εξουδετερώσουν τους γηγενείς οργανισμούς όπως το διαπλανητικό kudzu.
Πιθανώς, η ζωή στον Άρη θα ήταν ευγνώμων για έναν κόσμο με γήπεδα που επανέφερε τον πλανήτη σε αυτό που ήταν κάποτε. Αλλά η διαδικασία θα διαρκούσε περισσότερο και θα έφτανε σε διαφορετικό τελικό σημείο από τη διαμόρφωση ενός άψυχου κόσμου, καθώς η γηγενής μικροβιακή ζωή μπορεί να παράγει οξυγόνο με βραδύτερο ρυθμό από τις μεταμοσχεύσεις της Γης, ή και καθόλου. Είτε ο Άρης γίνει ένα φυλάκιο της ζωής στη Γη είτε ένα καταφύγιο άγριας φύσης σε μέγεθος πλανήτη, η αλλαγή του ώστε να φιλοξενήσει μια πλούσια και ποικιλόμορφη παγκόσμια βιόσφαιρα θα ήταν ένα από τα μεγαλύτερα δημιουργικά επιτεύγματα της ανθρωπότητας.
Ο Christopher P. McKay είναι ανώτερος επιστήμονας στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA. Ο McKay έχει εξερευνήσει λίμνες που καλύπτονται από πάγο στην Ανταρκτική, μόνιμο παγετό στη Σιβηρία και την Καναδική Αρκτική και τις ερήμους Ατακάμα, Ναμίμπ και Σαχάρα για να μελετήσει τη ζωή σε αυτά τα ακραία περιβάλλοντα. Ήταν συν-ερευνητής στην ανιχνευτή Huygens στο φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνα το 2005, στην αποστολή προσεδάφισης Mars Phoenix το 2008 και στην αποστολή Mars Science Laboratory το 2012.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Nautilus Cosmos τον Νοέμβριο του 2016.
