Los escritores de ciencia ficción han presentado desde hace tiempo la terraformación, el proceso de creación de un entorno similar a la Tierra o habitable en otro planeta, en sus historias. Los propios científicos han propuesto la terraformación para permitir la colonización a largo plazo de Marte. Una solución común a ambos grupos es liberar gas de dióxido de carbono atrapado en la superficie marciana para espesar la atmósfera y actuar como una manta para calentar el planeta.
Sin embargo, Marte no retiene suficiente dióxido de carbono que prácticamente podría ser devuelto a la atmósfera para calentar Marte, según un nuevo estudio patrocinado por la NASA. Transformar el inhóspito entorno marciano en un lugar en el que los astronautas podrían explorar sin soporte de vida no es posible sin una tecnología que vaya más allá de las capacidades actuales.
Esta infografía muestra las diversas fuentes de dióxido de carbono en Marte y su contribución estimada a la presión atmosférica marciana.
Créditos: NASA Goddard Space Flight Center
Aunque la actual atmósfera marciana en sí misma consiste principalmente de dióxido de carbono, es demasiado delgada y fría para soportar el agua líquida, un ingrediente esencial para la vida. En Marte, la presión de la atmósfera es menos del uno por ciento de la presión de la atmósfera de la Tierra. Cualquier agua líquida en la superficie se evaporaría o congelaría muy rápidamente.
Los defensores de la terraformación de Marte proponen liberar gases de una variedad de fuentes en el planeta rojo para espesar la atmósfera y aumentar la temperatura hasta el punto donde el agua líquida es estable en la superficie. Estos gases se llaman "gases de efecto invernadero" por su capacidad de atrapar el calor y calentar el clima.
"El dióxido de carbono (CO 2 ) y el vapor de agua (H 2 O) son los únicos gases de efecto invernadero que probablemente estarán presentes en Marte en abundancia suficiente como para proporcionar un calentamiento significativo del efecto invernadero", dijo Bruce Jakosky de la Universidad de Colorado, Boulder, autor principal del estudio que aparece en Nature Astronomy el 30 de julio.
Aunque ya se han realizado estudios que investigan la posibilidad de terraformar Marte, el nuevo resultado aprovecha más de 20 años de observaciones adicionales de Marte. "Estos datos han proporcionado nueva información sustancial sobre la historia de materiales fácilmente volátiles (volátiles) como el CO 2y H 2 O en el planeta, la abundancia de volátiles encerrados y debajo de la superficie, y la pérdida de gas de la atmósfera a espacio ", dijo el coautor Christopher Edwards de Northern Arizona University, Flagstaff, Arizona.
Los investigadores analizaron la abundancia de minerales con contenido de carbono y la presencia de CO 2 en el hielo polar utilizando datos de Mars Reconnaissance Orbiter y Mars Odyssey de la NASA, y utilizaron datos sobre la pérdida de la atmósfera marciana en el espacio por MAVEN de la NASA (atmósfera de Marte y Nave espacial volátil).
“Nuestros resultados sugieren que no hay suficiente CO 2 fueron el gas que se pone en la atmósfera restante en Marte para proporcionar un calentamiento significativo de efecto invernadero; Además, la mayor parte del gas de CO 2 no es accesible y no se pudo movilizar fácilmente. Como resultado, la terraformación de Marte no es posible con la tecnología actual ", dijo Jakosky.
Aunque Marte tiene cantidades significativas de hielo de agua que podría usarse para crear vapor de agua, los análisis previos muestran que el agua no puede proporcionar un calentamiento significativo por sí mismo; Las temperaturas no permiten que persista suficiente agua como vapor sin tener primero un calentamiento significativo por el CO 2 , según el equipo. Además, mientras que otros gases como la introducción de clorofluorocarbonos u otros compuestos a base de flúor se han propuesto para elevar la temperatura atmosférica, estos gases son de corta duración y requerirían procesos de fabricación a gran escala, por lo que no fueron considerados en el estudio actual .
La presión atmosférica en Marte es alrededor del 0.6 por ciento de la de la Tierra. Con Marte estar más lejos de la Sun, los investigadores estiman un CO 2 se necesita una presión similar a la presión atmosférica total de la Tierra para elevar las temperaturas suficientes para permitir el agua líquida estable. La fuente más accesible es el CO 2 en los casquetes polares; podría vaporizarse al esparcir polvo sobre él para absorber más radiación solar o al usar explosivos. Sin embargo, la vaporización de las capas de hielo solamente contribuiría suficiente CO 2 al doble de la presión de Marte a 1,2 por ciento de la de la Tierra, de acuerdo con el nuevo análisis.
Otra fuente es CO 2 unido a partículas de polvo en el suelo de Marte, lo que podría ser calentados para liberar el gas. Los investigadores estiman que calentar el suelo podría proporcionar hasta 4 por ciento de la presión necesaria. Una tercera fuente es el carbono bloqueado en depósitos minerales. Utilizando las recientes observaciones de depósitos minerales de la nave espacial de la NASA, el equipo estima que la cantidad más plausible producirá menos del 5 por ciento de la presión requerida, dependiendo de la extensión de los depósitos enterrados cerca de la superficie. Sólo el uso de los depósitos cerca de la superficie requeriría extensa minería a cielo abierto, y va después de todo el CO 2 unido a las partículas de polvo requeriría minería a cielo abierto todo el planeta a una profundidad de alrededor de 100 yardas. Incluso CO 2 atrapados en estructuras de moléculas de hielo de agua, si tales "clatratos" existen en Marte, probablemente contribuirían con menos del 5 por ciento de la presión requerida, según el equipo.
Minerales que contienen carbono enterrado profundamente en la corteza marciana podría contener suficiente CO 2 para alcanzar la presión requerida, pero la magnitud de estos depósitos profundos es desconocida, no se evidencia por los datos orbitales, y la recuperación de ellos con la tecnología actual es extremadamente intensivo de energía, temperaturas que requieren por encima de 300 grados Celsius (más de 572 grados Fahrenheit). Los minerales poco profundos que contienen carbono no son lo suficientemente abundantes como para contribuir significativamente al calentamiento del invernadero, y también requieren el mismo procesamiento intenso.
Aunque la superficie de Marte es inhóspita para las formas de vida conocidas hoy en día, las características que se asemejan a lechos de ríos secos y depósitos minerales que solo se forman en presencia de agua líquida proporcionan evidencia de que, en el pasado distante, el clima marciano sostenía agua líquida en la superficie. Pero la radiación solar y el viento solar pueden eliminar el vapor de agua y el CO 2 de la atmósfera marciana. Las misiones Mars Express de MAVEN y de la Agencia Espacial Europea indican que la mayor parte de la antigua atmósfera potencialmente habitable de Marte se ha perdido en el espacio, arrastrada por el viento solar y la radiación. Por supuesto, una vez que esto sucede, esa agua y CO 2se han ido para siempre Incluso si esta pérdida se evitara de alguna manera, permitiendo que la atmósfera se acumule lentamente por la desgasificación de la actividad geológica, la desgasificación actual es extremadamente baja; tomaría alrededor de 10 millones de años simplemente duplicar la atmósfera actual de Marte, según el equipo.
Otra idea es importar volátiles mediante la redirección de cometas y asteroides para atacar a Marte. Sin embargo, los cálculos del equipo revelan que se necesitarían muchos miles; de nuevo, no es muy práctico.
Tomados en conjunto, los resultados indican que la terraformación de Marte no se puede hacer con la tecnología disponible actualmente. Cualquier esfuerzo de ese tipo tiene que ser muy lejano en el futuro.
Esta investigación fue apoyada en parte por la NASA a través de los proyectos MAVEN y Mars Odyssey THEMIS (Thermal Emission Imaging System).
Bill Steigerwald / Nancy Jones
301-286-8955 / 301-286-0039
Leyenda de la imagen maestra: este es el modelo de un artista de principios de Marte, hace miles de millones de años, que pudo haber tenido océanos y una atmósfera más espesa. Fue creado al llenar las bajas altitudes de Marte con agua y agregar una capa de nubes. Las ubicaciones para el océano antiguo se basan en las altitudes actuales y no reflejan la topografía antigua real. Se puede descargar aquí: https://svs.gsfc.nasa.gov/13016
Crédito: NASA / MAVEN / Lunar and Planetary Institute
Crédito: NASA / MAVEN / Lunar and Planetary Institute
Última actualización: 30 de julio de 2018
Editor: Bill Steigerwald
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