Новый способ нагрева Марса: как крошечные частицы могут изменить судьбу планеты

Один из классических сюжетов научной фантастики — терраформирование Марса, идея о преобразовании этой холодной планеты в место, способное поддерживать человеческую цивилизацию. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предлагает, что это может быть более реальной задачей, чем ранее считалось.

Учёные обнаружили, что введение микроскопических частиц в атмосферу Марса может повысить температуру планеты на более чем 10°C всего за несколько месяцев, что достаточно для поддержания жидкой воды. Для этого потребуется около 2 миллионов тонн частиц в год, которые можно производить из марсианской пыли.

"Редко можно встретить действительно новую, инновационную идею терраформирования", — говорит Колин Макиннес, космический инженер из Университета Глазго. "Разрыв между текущими условиями на Марсе и тем, что необходимо для поддержания жизни, меньше, чем мы могли бы подумать".

Когда-то на Марсе текла вода, но сейчас она замёрзла в полярных ледяных шапках и под поверхностью. Средняя температура на Марсе составляет около -62ºC, что значительно холоднее, чем на Земле. Чтобы сделать Марс пригодным для жизни и сельского хозяйства, нужно существенно повысить температуру.

Исследователи считают, что могут использовать механизм, вызывающий глобальное потепление на Земле.

"Основная идея заключается в создании искусственного парника", — говорит Самане Ансари, аспирант Северо-Западного университета и ведущий автор исследования.

Учёные ищут вещество, которое могло бы удерживать тепло в марсианской атмосфере, как это делают водяной пар и углекислый газ на Земле.

Ранее предлагалось использовать хлорфторуглероды, которые разрушали озоновый слой на Земле, или плитки из аэрогеля кремния для удержания тепла на Марсе. Однако оба этих подхода требуют больших затрат, так как необходимые материалы придётся доставлять с Земли.

Ансари и её команда решили проверить эффективность марсианской пыли, которая богата железом и алюминием. Они предложили создавать из этих материалов стержни длиной 9 микрометров, которые будут удерживать тепло.

Моделирование показало, что эти частицы могут повысить температуру Марса на 10°C за несколько месяцев, используя в 5000 раз меньше материала, чем другие предложенные методы. Необходимые для этого 2 миллиона тонн частиц можно добывать на Марсе, что исключает необходимость доставки с Земли.

"Повышение температуры — это только один из шагов к обитаемому Марсу", — говорит Хуан Алдей, научный сотрудник Открытого университета.

На Марсе не хватает кислорода, давление слишком низкое, а отсутствующий озоновый слой не защищает от ультрафиолетового излучения. Даже после нагрева марсианская почва может оставаться слишком солёной или токсичной для сельского хозяйства.

Несмотря на это, Ансари и её команда продолжают свои исследования. В будущем они планируют создать и протестировать свои наностержни в лабораторных условиях, изучая влияние различных форм, размеров и ингредиентов, таких как углерод и магнетит.

Хотя реализация этих идей на практике может быть далёкой, Эдвин Кайт, планетолог из Чикагского университета, считает, что исследования терраформирования важны для понимания климата и экосистем Земли.

"Можем ли мы достаточно хорошо понять климат и экосистемы, чтобы создавать их в других местах?" — задаётся он вопросом.

Фото: commons. wikimedia.org/European Space Agency (Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic license).