Terraformación de Marte

Concepción artística de Marte después de la terraformación. Esta fotografía está centrada aproximadamente en el meridiano principal y a 30º Norte de latitud, con un océano hipotético con un nivel de agua 2 kilómetros por debajo de la elevación media de la superficie. Este océano inundaría lo que es ahora Vastitas Borealis, Acidalia Planitia, Chryse Planitia, y Xanthe Terra; las masa terrestres visibles son Tempe Terra a la izquierda, Aonia Terra abajo, Terra Meridiani abajo a la derecha, y Arabia Terra arriba a la derecha. Los ríos que alimentan a este océano abajo a la derecha, ocupan lo que ahora son el Valles Marineris y Ares Vallis, mientras que el lago enorme que se encuentra abajo a la derecha es lo que ahora es Aram Chaos.

La terraformación de Marte es un proceso hipotético con el cual el clima, la superficie y las cualidades conocidas del planeta Marte, podrían ser deliberadamente acondicionadas con el objetivo de hacerlo habitable por seres humanos y otro tipo de vida terrestre. Asimismo esto daría las condiciones de seguridad y sostenibilidad a una posible colonia humana en grandes porciones del planeta.

Basado en las experiencias que se han observado en la Tierra, se cree que el entorno puede ser modificado deliberadamente sin embargo la factibilidad de crear una biosfera en otro medio planetario aun es incierta. Algunos de los métodos y mecanismos propuestos no pueden ser llevados a cabo sin una especializada capacidad tecnológica y con una problemática de recursos económicos, (la cantidad necesaria se encuentra más allá de lo que cualquier gobierno o sociedad está dispuesto a destinar para este propósito).

Razones para la "terraformación"

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Artículo principal: Terraformación

Véase también: Ética de la terraformación

En un futuro no muy lejano, el crecimiento de la población y la necesidad de recursos naturales posiblemente creará en los humanos presión para plantearse la colonización de nuevos hábitats, como la superficie de los océanos de la Tierra, las profundidades marinas, el espacio orbital terrestre próximo al planeta, la luna y los planetas cercanos, así como crear minas en el sistema solar para poder extraer energía y materiales.^[1] Mediante la terraformación, los humanos podría convertir el planeta Marte en habitable mucho antes de que se tuviera necesidad extrema. Marte podría estar en la zona habitable durante un tiempo, dándole a la humanidad algunos miles de años adicionales para poder desarrollar una tecnología espacial superior y poderse asentar en los bordes del sistema solar.

Antecedentes

Véase también: Marte (planeta)#Características físicas#Características atmosféricas

Marte, de por sí, ya contiene muchos de los minerales que podrían teóricamente utilizarse para la terraformación. Adicionalmente, las investigaciones recientes han descubierto grandes cantidades de hielo en forma de permafrost justo por debajo de la superficie marciana hasta la latitud 60, además de en la superficie de los polos, donde está mezclado con hielo seco y CO₂ congelado. También se han creado hipótesis de que hay grandes cantidades de hielo en las capas inferiores de su superficie. Al llegar el verano marciano el dióxido de carbono (CO₂) congelado de los polos regresa a la atmósfera, y la pequeña cantidad de agua residual es barrida de allí por vientos que se acercan a los 250 mph (402,336 km/h). Este suceso estacional transporta grandes cantidades de polvo y vapor de agua a la atmósfera, dando lugar a nubes tipo cirro muy semejantes a las terrestres.

El oxígeno sólo está presente en la atmósfera en cantidades mínimas, pero se encuentra presente en grandes cantidades en óxidos metálicos en la superficie marciana. También hay algo de oxígeno presente en el suelo en la forma de nitratos.^[2] El análisis de las muestras de suelo obtenidas por el Phoenix Lander nos indicaba la presencia de perclorato, que se utiliza para liberar el oxigeno en los generadores de oxígeno químicos. Adicionalmente, la electrólisis se podría emplear para separar el agua del planeta en oxígeno e hidrógeno si existiese la electricidad suficiente.

Hay quien sugiere que Marte tuvo una vez un medio ambiente relativamente similar al de la Tierra durante un estadio anterior de su desarrollo. Esta similitud nos la da el grosor de la atmósfera marciana, así como la presencia evidente de agua en estado líquido en el planeta en algún momento de su pasado. La atmósfera, tras millones de años, ha disminuido debido al escape de gases al espacio, aunque también se ha condensado parcialmente en forma sólida. Aunque parece que el agua existió en la superficie marciana, ahora sólo hay en los polos y justo debajo de la superficie del planeta en forma de permafrost. Los mecanismos exactos que llevaron a las condiciones atmosféricas actuales de Marte no se conocen del todo, aunque se han baraja varios hipótesis. Una de ellas es que la gravedad actual de Marte indica que los gases ligeros de las capas altas de la atmósfera podrían haber contribuido a la disminución de la misma, debido al exceso de átomos que se escaparon al espacio. La falta evidente de placas tectónicas es otro factor bastante plausible, ya que una falta de actividad tectónica, en teoría, haría que el reciclaje de los gases atrapados en los sedimentos del suelo revirtiéndolos a la atmósfera fuese mucho más lento. La falta de un campo magnético y actividad geológica podría ser la causa del menor tamaño del planeta, lo cual hace que el interior se haya enfriado mucho más rápidamente que el de la Tierra, aunque todos los detalles de este proceso aún nos sean desconocidos. No obstante, se cree que ninguno de estos procesos tengan un impacto significativo en el tiempo de vida típico de la mayoría de las especies, o incluso en la de la civilización humana, pudiendo contrarrestar la lenta pérdida de la atmósfera mediante mecanismos artificiales de bajo mantenimiento

Cambios necesarios

Concepción artística sobre el proceso de terraformación y los cambios necesarios..

La terraformación de Marte implicaría dos cambios entrelazados: creación de una atmósfera y mantener el planeta cálido. La atmósfera marciana es relativamente delgada, lo que hace que la presión en la superficie sea muy baja (0.6 kPa), comparados con la de la Tierra (101.3 kPa). La atmósfera de Marte consiste de un 95% de dióxido de carbono (CO₂), 3% de nitrógeno, 1.6% de argón, y sólo contiene pequeñas cantidades de oxígeno, agua, y metano. Debido a que su atmósfera está formada principalmente de CO₂, un conocido gas que produce el efecto invernadero, una vez el planeta comenzara a calentarse y a derretirse las reservas de los polos, una cantidad mayor de CO₂ entraría en la atmósfera haciendo que este efecto invernadero aumentase. Cada uno de los dos procesos favorecería al otro, ayudando, de esta manera, a la terraformación. No obstante, se necesitarían aplicar ciertas técnicas ("Véase más abajo") de una manera controlada y a gran escala durante un tiempo lo suficientemente largo para conseguir cambios sostenibles y lograr convertir esta teoría en realidad.

Crear una atmósfera con agua

La manera más importante para poder crear una atmósfera en Marte es mediante la importación de agua. Obteniéndola del hielo de los asteroides, o del de las lunas de Júpiter o las de Saturno. Añadir agua y calor al medio ambiente marciano es un punto vital para hacer que este planeta frío y seco sea apropiado para sostener vida.

Fuentes de Agua

Una fuente importante de agua cercana es el planeta enano Ceres, el cual, de acuerdo con los estudios, ocupa entre el 25 y el 33% del cinturón de asteroides.^{[3] [4] [5]} La masa de Ceres es de aproximadamente 9.43 x 10^20 kg. Las estimaciones sobre la cantidad de agua que pueda tener este planeta varían considerablemente, pero el 20% es una cantidad típica de entre las dadas. Además, se piensa que gran cantidad de esta agua se encuentra a nivel superficial o casi superficial del planetoide. Usando las estimaciones que acabamos de ofrecer, la masa de agua de Ceres equivale aproximadamente a 1.886 x 10^20 kg. La masa total de Marte es de aproximadamente 6.4185 x 10^23 kg.^[6] Por lo tanto, y haciendo cálculos estimados, el agua de que podría haber en Ceres equivaldría a un 0.03 % de la masa total de Marte. El transporte de una cantidad importante de esta agua, o agua en general desde cualquiera de las lunas heladas, sería todo un reto. Por otro lado, cualquier intento de perturbar la órbita de Ceres para añadir al planetoide al planeta Marte (similar a la estrategia de usar tracción gravitacional para desviar los asteroides^[7] ), aumentando, de esta manera, la masa marciana una fracción ínfima, pero al mismo tiempo añadiendo una cantidad importante de calor (ya que Ceres no es un cuerpo celeste pequeño), podría causar una perturbación en la órbita marciana además de cambios geológicos prolongados, como el restablecimiento del equilibrio hidrostático, causado incluso por el más suave de los impactos.

Importación de Amoníaco

Otro método, mucho más complicado, sería utilizar el amoníaco como un potente gas de efecto invernadero (ya que es posible que la naturaleza tenga grandes reservas del mismo congelado en asteroides orbitando las afueras del sistema solar); podría ser posible mover estos asteroides (por ejemplo usando grandes bombas nucleares para explotarlas y hacer que se muevan en la dirección correcta) y enviarlos hacia la atmósfera marciana. Ya que el amoniaco (NH₃) tiene mucho nitrógeno quizás podría solventar el problema de tener un gas buffer en la atmósfera. Repetidos pequeños impactos también podría contribuir a incrementar la temperatura y la masa de la atmósfera.

La necesidad de un gas buffer es un reto con el que se enfrentarán todos los constructores de atmósfera potenciales. En la Tierra, el nitrógeno es el componente atmosférico primario, constituyendo hasta un 77% de ella. Marte requeriría un componente similar de gas buffer, aunque no necesariamente en tan alta cantidad. Aun así, obtener cantidades importantes de nitrógeno, argón o algún otro gas comparativamente inerte sería bastante complicado.

Importación de Hidrocarbonos

Otra manera sería importar metano u otros hidrocarbonos, que son comunes en la atmósfera de Titán) (y en su superficie). El metano podría ser ventilado hacia la atmósfera donde actuaría como componente del efecto invernadero.

El metano (y otros hidrocarburos) también puede ser útil para producir un rápido aumento de la presión de la atmósfera marciana insuficiente. Además, estos gases pueden ser utilizados para la producción (en el próximo paso de la terraformación de Marte) de agua y CO2 de la atmósfera marciana, por la reacción:

CH₄ + 4 Fe₂O₃ => CO₂ + 2 H₂O + 8 FeO

Esta reacción probablemente podría iniciarse por el calor o por la irradiación solar UV marciana. Grandes cantidades de los productos resultantes (CO₂ y agua) son necesarios para iniciar los procesos fotosintéticos.

Importación de Hidrógeno

La importación de hidrógeno también se puede hacer para la ingeniería de la atmósfera y la Hidrosfera. Por ejemplo, el hidrógeno podría reaccionar con el óxido de hierro (III), en la superficie marciana, que le daría el agua como un producto:

H₂ + Fe₂O₃ => H₂O + FeO

Dependiendo del nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, la importación y la reacción del hidrógeno se produce calor, el agua y grafito a través de la reacción de Bosch. Alternativamente, el hidrógeno reacciona con la atmósfera de dióxido de carbono a través de la reacción de Sabatier produciría metano y agua.

Uso de perfluorocarbonos

Añadir calor

Véase también

• Terraformación
• Colonización de Marte
• Trilogía marciana
• Viaje tripulado a Marte

Enlaces externos

• Página de la NASA sobre Terraformación (en inglés)
• Análisis de los requerimientos tecnológicos para la Terraformación (en inglés)

1. ↑ Savage, Marshall T., The Millennial Project: Colonizing the Galaxy in Eight Easy Steps (Little Brown and Company, 1994)
2. ↑ Lovelock, James and Allaby, Michael The Greening of Mars
3. ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Ceres_(dwarf_planet)
4. ↑ «Asteroid 1 Ceres - Explore the Cosmos».
5. ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Ceres
6. ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Mars
7. ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_deflection_strategies#Asteroid_gravitational_tractor