ชีวิตบนดาวอังคาร: การค้นพบล่าสุดทำให้เราเข้าใกล้ดาวเคราะห์แดงมากขึ้นเพียงใดและต้องใช้เวลานานแค่ไหน
เมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 2019 Elon Musk มหาเศรษฐีผู้แปลกประหลาดและนักประดิษฐ์ทวีตข้อความว่า Nuke Mars! ("มาโจมตีดาวอังคารด้วยระเบิดนิวเคลียร์กันเถอะ!") ดาวอังคาร - และสิ่งที่คนสามารถทำได้ - มนุษย์กังวลอย่างน้อยก็ตั้งแต่ The Martian Chronicles ของ Ray Bradbury แต่มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างความเพ้อฝันเมื่อครึ่งศตวรรษก่อนกับสมัยของเรา: การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดได้ถ่ายทอดการสนทนาเกี่ยวกับชีวิตบนดาวอังคารตั้งแต่วงการแฟนตาซีไปจนถึงสำนักงานของนักวิจัยและแม้แต่นักธุรกิจ
ดาวเคราะห์ดวงที่สี่ของระบบสุริยะมีขนาดครึ่งหนึ่งของโลกในรัศมี แต่ในพื้นที่นั้นเท่ากับทวีปทั้งหมดของโลกรวมกัน (โชคดีที่ไม่มีมหาสมุทร) บวกกับในปี 2008 โพรบวิจัยของ NASA พบน้ำที่นั่น (ใน ในรูปของน้ำแข็ง) ไม่น่าแปลกใจที่มีสิ่งล่อใจที่จะเติมโลกและแท้จริงในเดือนกรกฎาคม 2019 เครื่องยนต์จรวดสำหรับเที่ยวบินที่นั่นเป็นครั้งแรกสามารถยกขึ้นไปในอากาศ Starhopper ต้นแบบที่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะกลายเป็น Starship - จรวดและยานอวกาศที่สร้างขึ้นสำหรับเที่ยวบินไปยังดาวอังคารโดยเฉพาะ ต้องขอบคุณการนำ Starship กลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเต็มที่ (ใช้งานมากกว่าร้อยครั้ง) ค่าใช้จ่ายในการบินไปยังดาวอังคารน่าจะลดลง
ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีบนดาวอังคารอยู่ที่ -63 องศาเซลเซียส ใกล้เคียงกับที่สถานีวอสตอคแอนตาร์กติก ที่นั่นหนาวมากเพราะชั้นบรรยากาศบางกว่าโลก 150 เท่า ด้วยเปลือกของก๊าซบางๆ ดังกล่าว ภาวะเรือนกระจกจึงอ่อนแอมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้อากาศหนาวเย็น ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยนำสภาพภูมิอากาศบนดาวอังคารเข้าใกล้สภาพภูมิอากาศของโลกมากขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่าการปรับสภาพภูมิประเทศ ในกรณีของดาวอังคาร ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งแม้ในปีที่ดีที่สุดจะอยู่ห่างจากที่นี่ 56 ล้านกิโลเมตร
นักวิทยาศาสตร์กำลังต่อสู้กับปัญหานี้ค่อนข้างยาก และเมื่อเร็ว ๆ นี้ในฤดูร้อนปี 2019 ได้มีการนำเสนอวิธีที่ผิดปกติในการทำให้ดาวเคราะห์แดงน่าอยู่ - สำหรับการเริ่มต้น อย่างน้อยก็บางส่วน ปรากฎว่าโดมโปร่งใสที่ทำจากวัสดุเจลที่แปลกใหม่หนาเพียงไม่กี่เซนติเมตรทำให้การเลียนแบบดินของดาวอังคารอุ่นขึ้นมากในแสงในท้องถิ่นที่ไม่ดีซึ่งสามารถช่วยชีวิตพืชได้โดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติม และนี่คือความรู้สึกที่แท้จริง เราบอกคุณถึงสิ่งที่สามารถทำได้โดยทั่วไป เพื่อที่ว่าหลังจากผ่านไปหลายปี ผู้คนจะเดินผ่านทุ่งบนดาวอังคารและชื่นชมดวงจันทร์สองดวงพร้อมกัน
โดมแอร์เจล: เรือนกระจกระดับ 80 ที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเมื่อเดือนที่แล้ว
ไปที่การค้นพบล่าสุดกัน ในเดือนกรกฎาคม 2019 ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการอย่างง่าย โดยวางอะนาล็อกของดินบนดาวอังคารไว้ในห้องที่มีบรรยากาศที่หายากและอุณหภูมิของดาวอังคาร จากนั้นพวกเขาก็ฉายแสงบนโดมด้วยตะเกียงที่ให้พลังงาน 150 วัตต์ต่อตารางเมตร - มากเท่ากับที่ดวงอาทิตย์ประทานโดยเฉลี่ยต่อพื้นผิวดาวอังคาร
มันกลับกลายเป็นที่น่าประหลาดใจ: หากไม่มีความร้อนจากภายนอกเพียงเล็กน้อยพื้นผิวของดินดาวอังคารซึ่งปกคลุมจากด้านบนด้วยโดมเจลอุ่นขึ้นเล็กน้อยเหนือศูนย์องศาเล็กน้อย โดมหนาเพียงสองเซนติเมตรส่งแสงที่มองเห็นได้ดีทำให้ดินร้อน แต่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลตอินฟราเรดและความร้อนได้ไม่ดีนัก มีวัตถุดิบมากเกินเพียงพอสำหรับการผลิต (ทรายธรรมดา) บนดาวอังคารและบนโลก
การทำความร้อนพื้น 65 องศาด้วยโดมโปร่งใสเรียบง่ายดูเหมือนปาฏิหาริย์เพราะใต้พื้นดินไม่มีฉนวนกันความร้อนพิเศษและความร้อนบางส่วนยังคงไปทางด้านข้าง นั่นคือ มันเหมือนกับการเอาผ้าน้ำมันที่จัดวางอย่างชาญฉลาดคลุมพื้นดินที่กลายเป็นน้ำแข็ง แล้วทุกอย่างก็เกิดขึ้นเอง แต่ไม่มีปาฏิหาริย์เฉพาะที่นี่ Aerogels ถูกค้นพบในปี 1931 และที่จริงแล้วมันเป็นเจลแอลกอฮอล์ธรรมดาซึ่งแอลกอฮอล์ทั้งหมดถูกระเหยด้วยความร้อนทำให้เป็นเครือข่ายช่องเติมอากาศคุณสมบัติของฉนวนกันความร้อนที่มีความหนาเท่ากันนั้นสูงกว่าโฟมหรือขนแร่ถึง 7.5 เท่า ทั้งที่มันโปร่งใสจริง ที่อยู่อาศัยทั่วไปที่สร้างขึ้นจากมันและบนโลกซึ่งโปร่งใสอย่างสมบูรณ์จะไม่ต้องการความร้อน ยกเว้นในคืนขั้วโลกยาว
ที่น่าสนใจคือ ที่จริงแล้ว วัสดุนี้ได้รับการทดสอบบนดาวอังคารแล้ว: รถแลนด์โรเวอร์ของอเมริกาใช้แอโรเจล เพื่อไม่ให้เครื่องมือภายในของพวกมันเย็นเกินไปในคืนดาวอังคาร เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง -90 องศา
นักวิจัยที่เสนอให้โดมดังกล่าวเป็นหนทางไปสู่ดาวอังคารในหนึ่งวันสังเกตว่าโดมแอโรเจลนั้นง่ายต่อการขนส่งในระยะทางไกล นอกจากนี้ การทดลองในห้องปฏิบัติการภาคพื้นดินได้แสดงให้เห็นแล้วว่าแม้แต่มะเขือเทศยังเติบโตอย่างสมบูรณ์บนดินแบบอะนาล็อกของดาวอังคาร หากอุณหภูมิเป็นปกติ ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมากสำหรับพวกเขาเช่นกัน: มันไม่มีที่ไหนที่จะระเหยจากใต้โดมนั่นคือแม้พืชจำนวนเล็กน้อยจะถูกบริโภคอย่างต่อเนื่อง "เป็นวงกลม" เพื่อยืนยันข้อเสนอเหล่านี้ผู้เขียนวางแผนที่จะถ่ายโอนการทดลองไปยังแอนตาร์กติกา - หุบเขาที่แห้งแล้งของ McMurdo ซึ่งอยู่ใกล้กับดาวอังคารอย่างมากในแง่ของสภาพอากาศและการขาดน้ำ
Musk พูดถูก: ดาวอังคารสามารถถูกทิ้งระเบิดได้ - และอาจเป็นประโยชน์ (แต่ไม่ใช่ข้อเท็จจริง)
วิธีที่รุนแรงที่สุดในการแก้ปัญหานี้มักจะถูกเสนอโดย Elon Musk: ให้ระเบิดขั้วของดาวอังคารด้วยระเบิดแสนสาหัส การระเบิดควรทำให้คาร์บอนไดออกไซด์กลายเป็นไอ ซึ่งประกอบขึ้นเป็นน้ำแข็งส่วนใหญ่ในขั้วขั้วโลกของดาวเคราะห์ดวงนี้ CO2 จะสร้างปรากฏการณ์เรือนกระจก กล่าวคือ จากการระเบิดนิวเคลียร์บนดาวเคราะห์ดวงที่สี่ มันจะอุ่นขึ้นอย่างจริงจังและเป็นเวลานาน
จริงอยู่ที่ในปี 2018 การศึกษาที่สนับสนุนโดย NASA เสนอมุมมองที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: มันไม่มีประโยชน์ที่จะทิ้งระเบิดที่เสา และโดยทั่วไป คาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดบนดาวอังคารไม่เพียงพอที่จะสร้างบรรยากาศที่หนาแน่นเพียงพอสำหรับภาวะโลกร้อนที่รุนแรง ตามการคำนวณของกลุ่มวิทยาศาสตร์ "nasov" เมื่อละลายขั้วบวกของคาร์บอนไดออกไซด์ความดันจะเพิ่มขึ้นเพียง 2.5 เท่า มันจะอุ่นขึ้น แต่ก็ยังคงอุณหภูมิแอนตาร์กติก - และบรรยากาศก็บางกว่าของเรา 60 เท่า ผู้เขียนงานกล่าวถึงบุคคลซึ่งพวกเขาวิพากษ์วิจารณ์โดยตรง: Elon Musk แต่ดูเหมือนว่าจะไม่ได้รบกวนเขาเลยแม้แต่น้อย
แม้แต่บนดาวอังคาร คุณยังพบหุบเขาลึกหลายพันกิโลเมตรและตั้งรกรากอยู่ในนั้น
ดาวอังคารมีลักษณะโล่งอกที่ผิดปกติมากซึ่งไม่พบบนโลก หนึ่งในนั้นคือระบบหุบเขา Mariner Valley ที่มีความยาว 4,000 กิโลเมตร ซึ่งยาวที่สุดที่รู้จักในระบบสุริยะ ความกว้างสูงสุด 200 กิโลเมตร และความลึกสูงสุด 7 กิโลเมตร ซึ่งหมายความว่าที่ด้านล่างของหุบเขาลึก ความกดอากาศจะสูงขึ้นหนึ่งเท่าครึ่ง และมีความอุ่นและชื้นมากกว่าส่วนอื่นๆ ของโลกอย่างเห็นได้ชัด เป็นส่วนหนึ่งของ Mariner Valleys ที่ยานอวกาศถ่ายภาพหมอกจริงจากไอน้ำ (ภาพด้านล่าง) และบนเนินลาดของพื้นที่อื่น - ร่องรอยของลำธารสีดำในทรายและลำธารเหล่านี้มีลักษณะคล้ายน้ำ
หุบเขามาริเนอร์ไม่กว้างทุกที่ - ในบางสถานที่ความกว้างเพียงไม่กี่กิโลเมตร มีการเสนอให้คลุมสถานที่ดังกล่าวด้วยโดมแก้วมานานแล้วโดยเชื่อว่าจะเพียงพอที่จะเก็บความร้อนและสร้างอุณหภูมิสูงในท้องถิ่น โดมแอโรเจลเหนือพื้นที่ดังกล่าวที่มีน้ำสามารถนำไปสู่การก่อตัวของสภาพอากาศที่ค่อนข้างอบอุ่นในท้องถิ่นโดยมีปริมาณน้ำฝนและน้ำในตัวเอง สถานที่ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป และยิ่งพื้นที่ปกคลุมด้วยโดมที่ติดกันมากเท่าใด อุณหภูมิเฉลี่ยก็จะสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้น อันที่จริง การสร้างพื้นผิวที่ "คืบคลาน" แบบค่อยเป็นค่อยไปอาจกินพื้นที่ขนาดใหญ่มากของโลก
เกิดอะไรขึ้นกับการคำนวณของ NASA และทำไมนักวิทยาศาสตร์ที่ไม่เห็นด้วยจึงได้รับการว่าจ้างที่ SpaceX แล้ว
มีวิธีที่ง่ายกว่าในการทำให้โลกร้อนของดาวอังคารถึงอุณหภูมิของโลกตามที่นักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มหนึ่งระบุไว้ เราได้ลองใช้วิธีนี้บนโลกแล้ว โดยไม่ต้องการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 37 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศ และค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิบนโลก เส้นทางนี้เป็นก๊าซเรือนกระจก
แน่นอนว่าไม่มีถ่านหินบนดาวอังคารที่สามารถทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกได้หากถูกเผา และ CO2 ก็ไม่ใช่ก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพสูงสุด มีผู้สมัครที่ดีกว่ามาก ซึ่งมีแนวโน้มมากที่สุดคือ SF6 โมเลกุลของมันประกอบด้วยอะตอมของกำมะถันหนึ่งอะตอม โดยมีอะตอมฟลูออรีนหกอะตอมยื่นออกมา เนื่องจาก "ความเทอะทะ" โมเลกุลจึงสกัดกั้นทั้งรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดได้อย่างสมบูรณ์แบบ พร้อมถ่ายทอดแสงที่มองเห็นได้ดี ในแง่ของความแรงของปรากฏการณ์เรือนกระจก มันมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ 34,900 เท่า นั่นคือ สารนี้เพียงหนึ่งล้านตันจะให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกเช่นเดียวกับ CO2 หลายหมื่นล้านตันที่มนุษย์ปล่อยออกมาในทุกวันนี้
นอกจากนี้ก๊าซ SF6 ยังเหนียวแน่นมาก - อายุการใช้งานในบรรยากาศอยู่ที่ 800 ถึง 3200 ปีขึ้นอยู่กับสภาพภายนอก ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการสลายตัวของมันในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร: เมื่อผลิตออกมาแล้วจะอยู่ที่นั่นเป็นเวลานานมาก นอกจากนี้ก๊าซยังเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อันที่จริง บนดาวอังคาร มันค่อนข้างมีประโยชน์เพราะมันดักจับรังสียูวีได้ไม่ดีไปกว่าโอโซนซึ่งยังไม่มี
จากการคำนวณ ในเวลาประมาณ 100 ปี การฉีดก๊าซเรือนกระจกประเภทนี้สามารถเพิ่มอุณหภูมิบนโลกได้หลายสิบองศา
เป็นที่น่าสนใจว่าก่อนหน้านี้เล็กน้อยด้วยการสนับสนุนของ NASA งานทางวิทยาศาสตร์อื่นได้ดำเนินการซึ่งอธิบายเพียงสถานการณ์ดังกล่าว - การปรับสภาพพื้นผิวของดาวอังคารเนื่องจากก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น หนึ่งในผู้เขียนงานนี้คือ Marina Marinova ซึ่งทำงานให้กับ NASA มาเป็นเวลานาน และวันนี้เธอได้งานที่ SpaceX นอกจากนี้ Elon Musk เองยังเรียกมันว่าเป็นผู้เขียนร่วมโดยวิพากษ์วิจารณ์งานที่พูดถึงการขาด CO2 บนดาวอังคารซึ่งถูกกล่าวหาว่าป้องกันไม่ให้กลายเป็นดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิใกล้โลก
คุณลักษณะที่สำคัญของปรากฏการณ์เรือนกระจกที่มีพลังมหาศาลเช่นนี้: หลังจากที่ทำให้ดินบนดาวอังคารอุ่นขึ้นแล้ว คาร์บอนไดออกไซด์ที่กักขังอยู่ในนั้นควรถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ และเพิ่มความร้อนให้กับโลกมากขึ้น
ดาวอังคารจะดูเหมือนโลกจริง ๆ เมื่อไหร่?
แม้ว่า SF6 จะสามารถเปลี่ยนแปลงโลกทั้งใบได้อย่างแท้จริง แต่ต้องเข้าใจอย่างชัดเจนว่าสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นในวันพรุ่งนี้ จากการคำนวณ สำหรับสิ่งนี้ คุณจำเป็นต้องใช้พลังงานหลายพันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี และใช้จ่ายบนดาวอังคาร ทำให้เกิดก๊าซ SF6 เดียวกันจากดินที่อุดมไปด้วยฟลูออรีนและดินสีเทา นั่นคือผู้ที่ต้องการสร้างภูมิประเทศจะต้องสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด 500 เมกะวัตต์ทั้งหมดบนโลก ซึ่งเป็นโรงงานผลิตอัตโนมัติที่ปล่อยก๊าซ SF6 ออกสู่ชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง กระบวนการนี้จะให้ผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมหลังจากทำงานมาหลายร้อยปี ดีหรือเร็วกว่าเล็กน้อยด้วยการลงทุนจำนวนมากในการสร้างโรงงาน
ตลอดเวลานี้ คนที่ทำกิจกรรมและศึกษาดาวอังคารจะต้องอยู่ที่ไหนสักแห่ง เห็นได้ชัดว่าทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นของดาวเคราะห์ในบริเวณที่ตั้งถิ่นฐานของพวกเขาคือโดมแอโรเจล นั่นคือหากจำเป็น การปรับสภาพภูมิประเทศจะดำเนินการในสองวิธีพร้อมกัน: ท้องถิ่น - สำหรับอาณานิคมปัจจุบันด้วยความช่วยเหลือของโดม - และทั่วโลก - สำหรับโลกโดยรวม
ใครสามารถอยู่บนดาวอังคารได้แล้ว - และเหตุใดจึงสำคัญ
ต้นแอปเปิลบนดาวเคราะห์แดงจะไม่บานในไม่ช้านี้ แต่พืชพันธุ์กลางแจ้งอาจมาเร็วกว่าที่เราคิด
ย้อนกลับไปในปี 2012 องค์การการบินและอวกาศของเยอรมันได้ทำการทดลองกับไลเคน Xanthoria elegans ของอาร์กติก เขาถูกเก็บไว้ที่ความดันต่ำกว่าโลก 150 เท่า โดยปราศจากออกซิเจน ที่อุณหภูมิดาวอังคาร ตะไคร่ไม่เพียงแต่รอดชีวิต แต่ยังไม่สูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์แสงได้สำเร็จ (ในช่วงเวลาที่เลียนแบบเวลากลางวัน)
ซึ่งหมายความว่าในหลายภูมิภาคของดาวอังคาร - หุบเขาเดียวกันของชาวกะลาสี - สิ่งมีชีวิตดังกล่าวในเขตเส้นศูนย์สูตรสามารถมีชีวิตอยู่ได้แล้ววันนี้และหลังจากเริ่มผลิตก๊าซ SF6 บนดาวอังคาร พื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับพวกมันก็จะเริ่มขยายตัวอย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับไลเคนอื่น ๆ แซนโทเรียที่สง่างามผลิตออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง อันที่จริงมันเป็นการปล่อยไลเคนบนแผ่นดินโลกเมื่อประมาณ 1.2 พันล้านปีก่อน (0.7 พันล้านปีก่อนพืชที่สูงขึ้น) ซึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกเพิ่มปริมาณออกซิเจนอย่างรวดเร็วถึงระดับที่ราบสูงบนบกในปัจจุบัน เป็นไปได้มากว่าบนดาวอังคารไลเคนจะมีหน้าที่เหมือนกัน - เพื่อเตรียมบรรยากาศเพื่อให้สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นอาศัยอยู่ในนั้นได้ง่ายขึ้น
บางทีคน