La vida a Mart: com els descobriments recents ens acosten a la mudança al planeta vermell i quant trigaran.
El 16 d’agost de 2019, l’excèntric multimilionari i inventor Elon Musk va fer una piulada a Nuke Mars. ("Golpem Mart amb bombes nuclears!"). Mart - i el que una persona pot fer amb ell - preocupa la humanitat almenys des de The Bradian Chronicles, de Ray Bradbury. Però hi ha una gran diferència entre les fantasies de fa mig segle i els nostres dies: els darrers descobriments científics han traslladat les converses sobre la vida a Mart des dels cercles fantàstics fins a les oficines dels investigadors i fins i tot dels homes de negocis.
El quart planeta del sistema solar té la meitat de la mida de la Terra en radi, però en àrea és igual a tots els continents de la Terra combinats (afortunadament, no hi ha oceans), a més, el 2008, la sonda de recerca de la NASA va trobar-hi aigua (a la forma de gel). No és estrany que hi hagi la temptació de poblar el planeta i, literalment, el juliol del 2019, els motors de coet per a un vol allà per primera vegada van ser capaços de pujar a l'aire Starhopper, un prototip que d'aquí a uns anys es convertirà en Starship - Un coet i nau espacial creats específicament per a vols a Mart. Gràcies a la reutilització total de Starship (més de cent usos), el cost dels vols a Mart hauria de caure en picat.
Al mateix temps, la temperatura mitjana anual a Mart és de -63 graus centígrads, aproximadament la mateixa que a l’estació antàrtica Vostok. Allà fa molt de fred perquè la seva atmosfera és 150 vegades més prima que la de la Terra. Amb una capa tan fina de gas, l’efecte hivernacle és molt feble, per això fa fred. El problema es pot resoldre apropant les condicions climàtiques de Mart al clima de la Terra; aquest procés s’anomena terraformació. En el cas de Mart, per a això és necessari escalfar d'alguna manera fortament la superfície del planeta, que fins i tot en els millors anys es troba a 56 milions de quilòmetres d'aquí.
Els científics lluiten amb força contra aquest problema i recentment, a l’estiu del 2019, es va presentar una manera inusual de fer habitable el planeta vermell, per començar, almenys parcialment. Va resultar que una cúpula transparent feta d’un material de gel exòtic de només un parell de centímetres de gruix escalfa tant la imitació terrestre del sòl marcià amb una il·luminació local deficient que és capaç de suportar la vida de les plantes sense escalfament addicional. I això és una sensació real. Us expliquem què es pot fer en general perquè, després d’un cert nombre d’anys, la gent passegi pels camps marcians i admiri dues llunes alhora.
Cúpules aerogel: hivernacles de nivell 80 descoberts per científics fa un mes
Anem directament al descobriment més recent. Al juliol de 2019, un equip de científics va dur a terme experiments de laboratori senzills en què van col·locar un anàleg del sòl marcià en una cambra amb una atmosfera enrarida i una temperatura marciana. Després van brillar a les cúpules amb làmpades que donaven 150 watts d’energia per metre quadrat, exactament la quantitat que el sol dóna de mitjana a la superfície de Mart.
Va resultar sorprenent: sense el mínim escalfament extern, la superfície del sòl marcià, coberta des de dalt amb una cúpula de gel, es va escalfar lleugerament per sobre dels zero graus. La cúpula, de només dos centímetres de gruix, transmet bé la llum visible, escalfant el sòl, però transmet molt poc la radiació ultraviolada, infraroja i la calor. Hi ha matèries primeres suficients per a la seva producció (sorra ordinària) a Mart i a la Terra.
Escalfar el terreny en 65 graus amb una senzilla cúpula transparent sembla un miracle, perquè des de sota el terra no hi ha aïllament tèrmic especial i una mica de la calor encara va als laterals. És a dir, és com cobrir el terreny glaçat amb una tela d’oli intel·ligentment disposada, i tot passa per si mateix. Però aquí no hi ha cap miracle particular. Els aerogels es van descobrir el 1931 i, de fet, es tracta d’un gel d’alcohol habitual, del qual s’evapora tot l’alcohol per escalfament, deixant una xarxa de canals plens d’aire. Les seves propietats d’aïllament tèrmic amb el mateix gruix són fins a 7,5 vegades superiors a les de l’escuma o la llana mineral, mentre que és pràcticament transparent. Un habitatge convencional fet d’ella i de la Terra, per ser completament transparent, no necessitaria calefacció, excepte durant la llarga nit polar.
Curiosament, de fet, aquest material ja s’ha provat a Mart: els rovers nord-americans utilitzen aerogel perquè els seus instruments interns no es refredin durant la nit marciana, quan la temperatura pot baixar a -90 graus.
Els investigadors que han proposat aquestes cúpules com una manera de traslladar-se un dia a Mart assenyalen que les cúpules d’aerogel són fàcils de transportar a llargues distàncies. A més, els experiments en laboratoris terrestres ja han demostrat que fins i tot els tomàquets creixen completament sobre un sòl analògic del sòl marcià, si la temperatura seria normal. Tampoc cal gastar molta aigua per a ells: no té on evaporar-se per sota de la cúpula, és a dir, fins i tot una petita quantitat serà consumida constantment per les plantes "en cercle". Per cert, per confirmar aquestes propostes, els autors tenen previst transferir els experiments a l’Antàrtida, les valls seques de McMurdo, que són extremadament properes a Mart en termes de clima i manca d’aigua.
Musk té raó: Mart pot ser bombardejat, i possiblement útil (però no és un fet)
La forma més radical de resoldre el problema, com sol passar, va ser proposada per Elon Musk: bombardejar els pols de Mart amb bombes termonuclears. Les explosions haurien de vaporitzar el diòxid de carboni, que constitueix la major part del gel dels casquets polars d’aquest planeta. El CO2 crearà un efecte hivernacle, és a dir, a partir dels bombardejos nuclears al quart planeta s’escalfarà seriosament i durant molt de temps.
És cert que el 2018 un estudi patrocinat per la NASA va plantejar un punt de vista completament diferent: no serveix de res bombardejar els pals. I, en general, tot el diòxid de carboni de Mart no és suficient per crear una atmosfera prou densa per a un escalfament greu. Segons els càlculs del grup científic "nasov", després d'haver fos els casquets polars de diòxid de carboni, la pressió només es pot elevar 2,5 vegades. Es posarà més càlid, però encara són temperatures antàrtiques, i l’atmosfera és 60 vegades més prima que la nostra. Els autors de l'obra esmentaven directament la persona que criticaven el seu punt de vista: Elon Musk. Però sembla que això no el va molestar ni de bon tros.
Fins i tot a Mart, podeu trobar un canó de milers de quilòmetres de llarg i instal·lar-s’hi.
Mart té trets de relleu molt inusuals que no es troben a la Terra. Un d’ells és el sistema del canó Mariner Valley de 4.000 quilòmetres de longitud, el més llarg conegut al sistema solar. La seva amplada és de fins a 200 quilòmetres i la seva profunditat és de fins a 7 quilòmetres. Això significa que a la part inferior dels canyons, la pressió atmosfèrica és una vegada i mitja més alta i hi ha una temperatura sensiblement més càlida i humida que a la resta del planeta. És en una part de les valls de Mariner que les naus espacials fotografien boires reals a partir del vapor d’aigua (que es mostra a continuació) i als vessants d’altres zones: traces fosques de rierols a la sorra, i aquestes rieres són sospitosament similars a l’aigua.
Les valls de Mariner no són àmplies a tot arreu; en alguns llocs la seva amplada és de pocs quilòmetres. Des de fa temps es proposa cobrir aquests llocs amb una cúpula de vidre, creient que això serà suficient per retenir la calor i formar una temperatura local alta. Una cúpula d’aergel sobre aquesta zona amb aigua pot conduir a la formació d’un clima local relativament càlid amb precipitacions i aigua pròpies. Aquests llocs es poden construir gradualment i, com més gran sigui la zona coberta de cúpules adossades, més alta serà la temperatura mitjana (menor pèrdua de calor a través de les parets). De fet, una terraformació tan gradual i "rastrera" pot ocupar una àrea molt gran del planeta.
Què passa amb els càlculs de la NASA i per què els científics discordants ja estan contractats a SpaceX?
Hi ha una manera més fàcil d’escalfar el planeta a Mart a les temperatures de la Terra. Com va assenyalar un altre grup de científics, ja hem provat aquest mètode a la Terra, sense voler: emetre 37.000 milions de tones de diòxid de carboni a la seva atmosfera i augmentar gradualment la temperatura al planeta. Aquest camí són els gasos d’efecte hivernacle.
Per descomptat, a Mart no hi ha carbó que pugui crear un efecte hivernacle si es crema. I el CO2 no és el gas d’efecte hivernacle més eficient. Hi ha candidats molt millors, dels quals el més prometedor és SF6. La seva molècula consisteix en un àtom de sofre, al voltant del qual sobresurten sis àtoms de fluor. A causa de la seva "volumesa", la molècula intercepta perfectament tant la radiació ultraviolada com la infraroja, mentre transmet bé la llum visible. Pel que fa a la força de l’efecte hivernacle que provoca, és 34.900 vegades més gran que el diòxid de carboni. És a dir, només un milió de tones d’aquesta substància donaria el mateix efecte hivernacle que les desenes de milers de milions de tones de CO2 emeses per la humanitat actual.
A més, el gas SF6 és molt tenaç: la seva vida a l'atmosfera oscil·la entre els 800 i els 3200 anys, depenent de les condicions externes. Això vol dir que no us haureu de preocupar per la seva decadència a l'atmosfera marciana: un cop produïda, romandrà allà durant molt de temps. A més, el gas és inofensiu per als humans i per a tots els organismes vius. De fet, a Mart és força útil, ja que no intercepta els rajos ultraviolats que l’ozó, que encara no hi és.
Segons els càlculs, en uns 100 anys, la injecció de gasos d’efecte hivernacle d’aquest tipus pot elevar les temperatures al planeta en desenes de graus.
És interessant que una mica abans, amb el suport de la NASA, es dugués a terme un altre treball científic que descrivia precisament aquest escenari: la terraformació de Mart a causa dels gasos d’efecte hivernacle creats per l’home amb una eficiència més gran. Una de les autores d’aquest treball va ser Marina Marinova, que va treballar durant molt de temps a la NASA i avui ha aconseguit una feina a SpaceX. A més, el mateix Elon Musk es va referir a ell com a coautor, criticant l'obra que parla de la manca de CO2 a Mart, suposadament impedint que es convertís en un planeta amb temperatures properes a la Terra.
Una característica important d’un efecte d’hivernacle tan potent: després d’escalfar el sòl marcià, el CO2 unit a ell s’hauria d’alliberar a l’atmosfera, augmentant encara més l’escalfament del planeta.
Quan serà Mart realment semblant a la Terra?
Tot i que SF6 pot transformar el planeta sencer, cal entendre clarament que això no passarà demà. Segons els càlculs, per a això cal gastar milers de milions de quilowatts-hora a l’any i gastar-los a Mart, produint el mateix gas SF6 d’un sòl ric en fluor i sòl gris. És a dir, aquells que vulguin terraformar-se hauran de construir tota una central nuclear de 500 megawatts al planeta, instal·lacions de producció automatitzades que alliberin constantment gas SF6 a l’atmosfera. Aquest procés donarà resultats tangibles després de cent anys de treball. Bé, o una mica més ràpid amb inversions molt grans en la creació de fàbriques.
Durant tot aquest temps, les persones que ofereixen les seves activitats i estudien Mart hauran de viure en algun lloc. És obvi que la millor solució per a la transformació local del planeta als llocs del seu assentament seran les cúpules d’aerogel. És a dir, si cal, la terraformació es durà a terme de dues maneres alhora: local - per als actuals colons amb ajuda de cúpules - i global - per al planeta en general.
Qui ja pot viure a Mart i per què importa
Els pomers del planeta vermell no floriran en un futur proper, però la vegetació exterior pot arribar-hi abans del que pensem.
El 2012, l’Agència Aeroespacial Alemanya va realitzar un experiment amb el líquen àrtic Xanthoria elegans. Es va mantenir a una pressió 150 vegades inferior a la de la Terra, sense oxigen, a temperatures marcianes. Tot i la naturalesa estranya de l’entorn, el líquen no només va sobreviure, sinó que tampoc va perdre la capacitat de fer fotosíntesi amb èxit (durant períodes que imiten les hores de sol).
Això vol dir que en diverses regions de Mart, les mateixes valls dels mariners, aquests organismes de la zona equatorial ja poden viure avui. I després de l’inici de la producció de gas SF6 a Mart, el territori adequat per a ells començarà a expandir-se ràpidament. Igual que altres líquens, l’elegant Xanthoria produeix oxigen durant la fotosíntesi. En realitat, va ser l’alliberament de líquens a la terra fa uns 1.200 milions d’anys (0.700 milions d’anys abans que les plantes superiors) que va permetre a l’atmosfera terrestre elevar bruscament el contingut d’oxigen fins al nivell de les terres altes terrestres actuals. El més probable és que, a Mart, els líquens tinguin la mateixa funció: preparar l’atmosfera perquè sigui més fàcil viure-hi criatures més complexes.
Potser la gent.
