Venerdì 29 marzo 2024

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Terraforming Mars: il Pianeta Rosso potrebbe trasformarsi in una nuova Terra?

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Di recente, ci sono molti piani per quanto riguarda lo sviluppo di Marte e il posizionamento di basi lì per astronauti e coloni. Ma se le persone vogliono davvero vivere lì un giorno, il Pianeta Rosso dovrà essere completamente terraformato. Cosa è necessario per questo? L'umanità ha sempre sognato di volare verso stelle lontane, le persone volevano viaggiare nello spazio, vivere su altri pianeti. Di recente, si è parlato e scritto molto di tali voli e delle prospettive di migrazione umana verso altri pianeti, si stanno costruendo razzi e si pianificano spedizioni spaziali. Oggi vorrei considerare se saremo in grado di trasformare Marte in una nuova Terra, come terraformare il Pianeta Rosso e se sia possibile in linea di principio.

Terraformare Marte

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C'è vita su Marte?

Marte è un pianeta che ultimamente è stato nei titoli di notizie e articoli scientifici. Marte è sicuramente il pianeta del sistema solare a cui prestiamo più attenzione. Questo non solo perché è abbastanza vicino alla Terra (rispetto ad altri pianeti), ma anche per delle caratteristiche che lo rendono in qualche modo simile al nostro pianeta. Certo, per quanto possibile su un corpo celeste privo di vita, ossigeno nell'atmosfera, e su cui imperversano tempeste di sabbia che ricoprono l'intera superficie del pianeta.

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Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno imparato molto sull'evoluzione di Marte e sulle condizioni sulla sua superficie, il che ha cambiato la loro prospettiva. Anche se queste condizioni non sono molto favorevoli. Ora sappiamo che sebbene Marte sia attualmente un pianeta molto freddo, secco e inospitale, non è sempre stato così. Inoltre, gli scienziati hanno notato che anche nella sua forma attuale, Marte e la Terra hanno molto in comune. Innanzitutto i due pianeti sono simili per dimensioni, inclinazione dell'asse, struttura, composizione e persino per la presenza di acqua sulla loro superficie. Per questo motivo e per la sua relativa vicinanza alla Terra, Marte è considerato un ottimo candidato per l'insediamento umano in futuro. Questa prospettiva sarà possibile se sarà possibile trasformare le condizioni del pianeta secondo i bisogni umani (terraforming). Nonostante le somiglianze citate, la trasformazione di Marte in un pianeta più adatto alla vita umana causerà non poche difficoltà. In primo luogo, c'è un'atmosfera molto sottile e irrespirabile, che consiste per il 96% di anidride carbonica, 1,93% di argon e 1,89% di azoto, oltre a tracce di ossigeno e vapore acqueo.

Marte_Terraforma

Tuttavia, invece di raccontare fatti enciclopedici sulle dimensioni e la composizione del pianeta, è più interessante guardare al passato di Marte, poiché un tempo potrebbe essere stato molto più simile alla Terra. Alcuni scienziati, sulla base dei dati raccolti dalle sonde e dai rover Marte, suggeriscono che l'acqua sotto forma di mari e acque poco profonde un tempo copriva la maggior parte del Pianeta Rosso. Ma questo è stato probabilmente circa 4 miliardi di anni fa. Da allora, molto è cambiato e gli scienziati ritengono che un cambiamento nell'atmosfera abbia portato alla scomparsa dell'acqua sul pianeta. C'era una volta, l'atmosfera marziana potrebbe aver avuto una composizione diversa ed era probabilmente abbastanza densa da sostenere un oceano di acqua liquida.

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Perché l'atmosfera marziana è cambiata così tanto?

Le gigantesche strutture di sabbia osservate sulla superficie di Marte non hanno nulla di simile sulla Terra e sono uniche per il Pianeta Rosso. Cosa possono dirci dell'antica atmosfera di Marte? Gli scienziati presumono che la loro formazione sia stata causata dall'impatto sulla superficie dei venti e degli uragani che imperversano nella sottile atmosfera del pianeta. Creano dune e rocce caratteristiche che iniziarono a formarsi 3,7 miliardi di anni fa e che studiamo oggi.

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Pertanto, lo studio della struttura della superficie può aiutare a determinare quando Marte ha perso la maggior parte della sua atmosfera. Ma dov'è finita l'atmosfera? Questa domanda interessa principalmente gli scienziati. Poiché Marte è più piccolo della Terra, la sua attrazione gravitazionale è più debole e probabilmente non sarebbe stata sufficiente a trattenere l'atmosfera del pianeta. La radiazione solare (cioè le particelle che sfrecciano nello spazio dal Sole) probabilmente hanno privato Marte della maggior parte della sua atmosfera. In effetti, l'atmosfera marziana continua a diradarsi sotto l'influenza di questa radiazione.

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Ma c'è ancora acqua lì - a volte anche liquida!

C'era ed è acqua su Marte! Le rocce color ruggine di Marte, per cui è anche chiamato il "Pianeta Rosso", testimoniano un passato ricco d'acqua. Marte è ricoperto da profonde valli, letti di fiumi asciutti, laghi, pietre lisce - ciottoli, simili a quelli formati sulla Terra in un ambiente in cui scorre l'acqua. Gli scienziati hanno creduto a lungo che il periodo caldo e umido su Marte fosse relativamente breve, ma gli studi dimostrano che la sua copertura d'acqua potrebbe esistere lì molto più a lungo di quanto si pensasse in precedenza. La sonda HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) dall'orbita di Marte ha fornito dati e immagini estremamente accurate della superficie del pianeta, grazie alle quali i ricercatori hanno analizzato le caratteristiche di oltre 200 antichi letti di fiumi. Sulla base delle dimensioni dei canali, della loro forma e dell'età relativa del terreno circostante, il team ha concluso che l'acqua scorreva sulla superficie di Marte tra 3,8 e 2 miliardi di anni fa.

Marte_TerraformaUno dei rover che sono sulla superficie di Marte dal 2012, Curiosity, ha già fornito prove che Marte aveva acqua. Utilizzando i dati del rover Curiosity, il team NASA determinato che era l'acqua a causare la deposizione di rocce sedimentarie nel cratere Gale. Gli strati di queste rocce sedimentarie costituivano la base del massiccio montuoso Sharp, che si trova al centro del cratere. I dati ottenuti dal rover suggeriscono che tra circa 3,8 e 3,3 miliardi di anni fa c'erano numerosi corsi d'acqua e laghi in questa posizione, i cui sedimenti formarono gradualmente gli strati inferiori del Monte Sharp. Cioè, il riempimento almeno degli strati inferiori del massiccio montuoso è avvenuto durante un periodo di circa 500 milioni di anni.

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Questi studi danno agli scienziati motivo di affermare che l'acqua è esistita definitivamente sulla superficie di Marte e aggiungono molte nuove conoscenze sullo sviluppo dei processi evolutivi su Marte, sia nel passato che nel presente. Oggi, l'acqua su Marte è sotto forma di ghiaccio sotto un sottile strato di suolo marziano. A volte, quando la temperatura lo consente (succede che su Marte si sale a +20 gradi Celsius), il ghiaccio localmente si scioglie e l'acqua liquida scorre lungo i pendii rocciosi.

Tuttavia, gli scienziati affermano che continuano a verificare i fatti dell'esistenza dell'acqua su Marte. Non c'è ancora un'opinione univoca su questo argomento. La domanda principale è quali sono le ragioni della trasformazione del pianeta da umido e piuttosto caldo a deserto e freddo.

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Come si può terraformare Marte?

Non mancano le idee per questo. Ci sono diverse proposte su come rendere Marte abitabile per i coloni umani. Già nel 1964, Dandridge M. Cole sostenne la creazione di un effetto serra su Marte. Questo, secondo lui, può essere fatto se si fornisce ghiaccio costituito da ammoniaca dalla parte esterna del sistema solare e poi lo si lancia in superficie. Poiché l'ammoniaca (NH3) è un potente gas serra, il suo ingresso nell'atmosfera marziana la addenserà e aumenterà la temperatura globale. Poiché l'ammoniaca è costituita principalmente da azoto, può anche riempire l'atmosfera con un cosiddetto gas tampone, che, in combinazione con l'ossigeno, creerà un'atmosfera adatta alla respirazione umana.

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Un altro metodo proposto prevede la riduzione dell'albedo (l'intensità della riflessione della luce da parte della superficie del pianeta), per cui la superficie di Marte deve essere ricoperta di materiali scuri che aumenteranno l'assorbimento della luce solare. Potrebbe essere qualsiasi cosa, dalla polvere di Phobos e Deimos (le due lune rocciose di Marte e i corpi più oscuri del Sistema Solare) a licheni estremi e piante oscure. Uno dei più ardenti sostenitori di questa decisione fu il famoso scrittore e scienziato Carl Sagan.

Nel 1976, la NASA ha ufficialmente affrontato la questione dell'ingegneria planetaria. Gli scienziati hanno scoperto che gli organismi fotosintetici, lo scioglimento delle calotte polari e il rilascio di gas serra nell'atmosfera possono essere utilizzati per creare un'atmosfera più calda e ricca di ossigeno.

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Nel 1993, il fondatore della comunità marziana, il Dr. Robert Zubrin, e Christopher P. McKay della NASA hanno scritto insieme il documento "Requisiti tecnologici per Terraforming Mars". In esso, hanno suggerito di utilizzare specchi posti nell'orbita del pianeta per riscaldarne direttamente la superficie. Situati vicino ai poli, questi specchi potrebbero sciogliere la calotta glaciale e contribuire al riscaldamento globale. Nello stesso articolo, hanno sostenuto che gli asteroidi raccolti nel sistema solare potrebbero essere reindirizzati per colpire la superficie, sollevando polvere e riscaldando l'atmosfera. Perché è necessario utilizzare razzi nucleari elettrici o nucleari termici per lanciare in orbita tutto il materiale necessario.

Proposte più recenti suggeriscono la creazione di serre sigillate in cui vivranno colonie di cianobatteri e alghe che producono ossigeno. Nel 2014, la NASA Techshot Inc. ha riferito che il lavoro su un tale concetto è già iniziato.

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In futuro, la NASA intende inviare piccoli contenitori di alghe fotosintetiche estremofile e cianobatteri a bordo di un rover per testare questo processo nell'ambiente marziano. Se la missione avrà successo, la NASA e Techshot intendono costruire diverse grandi serre per produrre e raccogliere ossigeno per i futuri voli umani su Marte, il che ridurrà i costi ed estenderà le missioni riducendo la quantità di ossigeno che deve essere trasportata.

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Sebbene questi piani non comportino ingegneria ambientale o planetaria, Eugene Boland (Chief Scientist di Techshot Inc.) ritiene che questo sia un passo nella giusta direzione. C'erano anche idee per far esplodere bombe atomiche sulla superficie di Marte (Elon Musk una volta era un sostenitore di questo concetto), che avrebbero creato un'enorme quantità di polvere che avrebbe bloccato i raggi del sole e quindi avrebbe riscaldato il pianeta.

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Riscaldamento globale: Marte può essere riscaldato?

Fortunatamente, o sfortunatamente, a seconda della tua prospettiva, noi umani abbiamo molta esperienza nel riscaldamento del pianeta. Oltre un secolo di emissioni di anidride carbonica, abbiamo inavvertitamente aumentato la temperatura della superficie terrestre attraverso un semplice meccanismo a effetto serra. Emettiamo anidride carbonica, che è davvero ottima per far passare la luce solare e impedire la fuoriuscita delle radiazioni di calore, quindi si comporta come un'enorme coperta invisibile sulla Terra. L'aumento del calore contribuisce all'evaporazione dell'acqua oceanica nell'atmosfera, che riceve così un altro strato di copertura, che aumenta la temperatura, che, a sua volta, porta all'evaporazione di ancora più acqua e a un maggiore riscaldamento dell'atmosfera del pianeta.

Se funziona sulla Terra, forse funzionerà su Marte. L'atmosfera di Marte è quasi completamente scomparsa nello spazio, ma il Pianeta Rosso ha enormi riserve di ghiaccio d'acqua e anidride carbonica congelata nelle calotte polari e appena sotto la superficie del pianeta.

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Se gli esseri umani potessero in qualche modo riscaldare le calotte polari, potrebbero rilasciare nell'atmosfera una quantità sufficiente di anidride carbonica da causare il riscaldamento dell'effetto serra. Tutto quello che dovremmo fare allora è andare a guardare e aspettare secoli perché la fisica faccia il suo lavoro e renda Marte un posto molto meno aggressivo.

Sfortunatamente, questa semplice idea probabilmente non funzionerà. Il primo problema è lo sviluppo della tecnologia del riscaldamento. I progetti necessari per fare ciò, dai pilastri giganti alla creazione di un enorme specchio spaziale che concentrerebbe più luce e quindi calore, richiedono progressi radicali nella tecnologia e nella produzione nello spazio, ben oltre le attuali capacità dell'umanità. Nel caso di uno specchio spaziale, ad esempio, dovremmo estrarre circa 200 tonnellate di alluminio da qualche parte nello spazio, mentre oggi siamo in grado di estrarre... beh, zero tonnellate di alluminio nello spazio.

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A poco a poco arriva la dolorosa consapevolezza che non c'è abbastanza CO2 su Marte per causare una tendenza al riscaldamento. Attualmente, la pressione atmosferica su Marte non supera l'uno per cento della pressione atmosferica terrestre. Se potessimo far evaporare nell'atmosfera ogni molecola di CO2 e H2O su Marte, la pressione sul Pianeta Rosso sarebbe... il 2% della pressione atmosferica sulla Terra.

Ci vorrebbe il doppio della pressione atmosferica per evitare che il sudore ribollisse sulla pelle e dieci volte di più per impedire a una persona di aver bisogno di una tuta spaziale. E non stiamo parlando della mancanza di ossigeno.

Per risolvere il problema della mancanza di gas serra prontamente disponibili, ci sono diverse proposte radicali. Forse per questo si possono utilizzare piante che emettono clorofluorocarburi, che sono dei gas serra davvero aggressivi. Oppure potremmo attirare alcune comete ricche di ammoniaca dal sistema solare esterno. L'ammoniaca è un eccellente gas serra e alla fine si scompone in azoto innocuo, che costituisce la maggior parte della nostra atmosfera.

Supponendo di poter superare le sfide tecnologiche associate a queste proposte, rimane un ostacolo colossale: l'assenza di un campo magnetico. Se non proteggiamo Marte con un campo magnetico, ogni molecola che entra nell'atmosfera sarà spazzata via dal vento solare.

Non sarà facile. Ci sono molte soluzioni creative. Potremmo essere in grado di costruire un enorme elettromagnete nello spazio per deviare il vento solare. Oppure sarebbe possibile cingere Marte con un superconduttore e creare una magnetosfera artificiale. Naturalmente, siamo molto lontani dall'implementare almeno una di queste soluzioni. Quindi saremo mai in grado di terraformare Marte in futuro e renderlo più ospitale? Certo, da un punto di vista scientifico è possibile - non abbiamo leggi fondamentali della fisica che lo impediscano...

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Perché tutti questi scienziati?

Ci sono ancora più scenari per la terraformazione di Marte, ma la grande domanda è perché ci stiamo davvero pensando? Al di là della prospettiva dell'avventura e dell'idea che l'umanità stia facendo rivivere un'era di audace esplorazione dello spazio, ci sono diverse ragioni per cui viene proposto di terraformare Marte. In primo luogo, c'è il timore che l'impatto dell'umanità sul pianeta Terra abbia conseguenze disastrose e che dovremo creare un "sito di riserva" se vogliamo sopravvivere a lungo termine. Per non parlare dei benefici diretti che lo sviluppo della scienza e della tecnologia può portare a tutti. Altri motivi sono la possibilità di espandere la nostra base di risorse e diventare una civiltà che non deve temere l'esaurimento delle risorse. Una colonia su Marte consentirà l'estrazione mineraria sul Pianeta Rosso, dove minerali e ghiaccio d'acqua sono abbondanti e possono essere utilizzati. Una base su Marte potrebbe anche servire come punto di partenza per l'uso della cintura di asteroidi, che ci darebbe accesso alla giusta quantità di minerali per averne in abbondanza quasi per sempre.

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Lasciando da parte l'ovvia questione della volontà umana e dei costi veramente astronomici, è necessario comprendere che tali tentativi continueranno finché esisterà l'umanità. Come riportato dalla NASA nel summenzionato documento del 1976: “Non sono stati identificati limiti fondamentali e insormontabili alla capacità di Marte di supportare l'ecosistema terrestre. La mancanza di un'atmosfera contenente ossigeno impedirebbe agli esseri umani di vivere su Marte senza un'azione preventiva. La forte radiazione ultravioletta esistente della superficie è un ulteriore serio ostacolo. La creazione di un'atmosfera adeguata contenente ossigeno su Marte può essere ottenuta con l'aiuto di organismi fotosintetici. Tuttavia, il tempo necessario per creare una tale atmosfera può essere anche... diversi milioni di anni."

Marte_Terraforma

Allo stesso tempo, gli scienziati concordano sul fatto che questo periodo può essere drasticamente ridotto creando organismi estremofili particolarmente adattati al duro ambiente marziano, creando un effetto serra e sciogliendo le calotte polari. Tuttavia, il tempo necessario alla trasformazione di Marte sarà probabilmente ancora di secoli o millenni. Tuttavia, non c'è nulla che ci impedisca di avviare questo processo ora, se si presenta l'opportunità. I vantaggi scientifici e tecnologici, che appariranno come risultato della preparazione e del lavoro preliminare, possono essere enormi.

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
Figlio dei Carpazi, genio non riconosciuto della matematica, "avvocato"Microsoft, altruista pratico, sinistra-destra
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2 Commenti
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Albert
Albert
2 anni fa

Invito tutti a volare su Marte!

Vladyslav Surkov
Amministratore
Vladyslav Surkov
2 anni fa
Risposta  Albert

Stiamo aspettando la distribuzione di appezzamenti di terreno su Marte.

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