زمینی‌سازی مریخ ممکن است ساده‌تر از حد تصور دانشمندان باشد

یکی از موضوعات کلاسیک داستان های علمی تخیلی، شکل دهی زمینی مریخ است. یعنی این دنیای سرد را برای همسایگان خود گرم کنیم تا بتواند از تمدن بشری حمایت کند. مطالعه اخیر منتشر شده در مجله Science Advances نشان می دهد که این ایده ممکن است چندان دور از ذهن نباشد.

به گزارش زومیت، محققان دریافته اند که تزریق ذرات ریز به جو مریخ می تواند سیاره را در عرض چند ماه بیش از 10 درجه سانتیگراد گرم کند که برای حفظ آب مایع کافی است. طرح پیشنهادی دانشمندان به حدود دو میلیون تن ذرات در سال نیاز دارد. اما می توان آن را از مواد موجود در غبار مریخ تولید کرد.

اگرچه تصور می‌شود میلیاردها سال پیش روی مریخ جریان داشته است، اما امروزه مقدار کمی از آن در یخ‌های قطبی و زیر زمین یخ زده باقی مانده است. سیاره سرخ با جو نازک خود و نور کمی که از خورشید دریافت می کند، دمای متوسطی در حدود منفی 62 درجه سانتیگراد دارد که سردتر از اکثر مکان های روی زمین است. در نتیجه، مناسب ساختن مریخ برای کشت محصولات کشاورزی، حفظ آب مایع و البته حضور دائمی انسان مستلزم افزایش قابل توجه دما است.

در یک مطالعه قبلی، محققان پیشنهاد کردند CFC ها یا ترکیبات تخریب کننده ازن که زمانی در قوطی های اسپری مانند اسپری مو استفاده می شد، در جو آزاد شوند. مطالعه دیگری پیشنهاد کرد کاشی‌هایی از سیلیکاژل، یک جامد شفاف و سبک، روی سطح مریخ قرار داده شود تا گرما را در خاک سیاره به دام بیندازد و در عین حال مانع از اشعه‌های مضر فرابنفش شود.

اما مانع اصلی در هر دو رویکرد هزینه خواهد بود. پراکندگی CFCها و سیلیکا ژل های مریخ نیازمند فرآیندهای تولید انسانی است و مقادیر زیادی از هر ماده باید از زمین به مریخ منتقل شود، که با موشک های امروزی تقریبا غیرممکن است.

از سوی دیگر، انصاری و همکارانش می خواستند توانایی یکی از مواد فراوان مریخ، گرد و غبار، را در به دام انداختن گرما آزمایش کنند. گرد و غبار مریخ غنی از آهن و آلومینیوم است که به آن رنگ قرمز متمایز می دهد. اما اندازه میکروسکوپی و شکل تقریباً کروی ذرات غبار برای جذب تشعشع یا بازتاب آن به سطح مناسب نیست.

در نتیجه، محققان گزینه متفاوتی را بررسی کردند: استفاده از آهن و آلومینیوم موجود در خاک برای تشکیل پیوندهایی به طول 9 میکرومتر، که تقریباً دو برابر ذرات گرد و غبار مریخ و کوچکتر از تاج گل های موجود تجاری است.

انصاری شبیه سازی را برای آزمایش نحوه تعامل ذرات نظری با نور طراحی کرد و “نتایج غیرمنتظره قابل توجهی” را در نحوه جذب پرتوهای فروسرخ توسط سطح و پراکنده شدن توسط مریخ یافت. جذب و پراکندگی عوامل اصلی تعیین می‌کنند که آیا ذرات معلق در هوا قادر به ایجاد اثر گلخانه‌ای هستند یا خیر.

همکاران انصاری در دانشگاه شیکاگو و دانشگاه فلوریدا مرکزی سپس ذرات نظری را به مدل های کامپیوتری آب و هوای مریخ وارد کردند. آنها تأثیر تزریق سالانه دو میلیون تن ذرات پیوندی را در ارتفاع 10 تا 100 متری از سطح مطالعه کردند. بادهای متلاطم ذرات را در این ارتفاعات به فواصل بیشتری می برند و اتمسفر را ده برابر کندتر از گرد و غبار معمولی مریخ ترک می کنند.

محققان دریافتند که اگرچه 5000 برابر مواد کمتری نسبت به سایر طرح های پیشنهادی مورد نیاز است، مریخ می تواند در عرض چند ماه حدود 10 درجه سانتیگراد گرم شود. سالانه دو میلیون تن ذرات به اندازه 6 ساختمان امپایر استیت و تقریباً 0.1 درصد از مواد معدنی صنعتی استخراج شده در زمین باقی می ماند. اما از آنجایی که مواد خام برای اوراق قرضه در مریخ است، مردم می توانند آنها را در سیاره سرخ استخراج کنند و نیازی به حمل و نقل از زمین را از بین ببرند.

مریخ همچنین فاقد لایه ازن است. این بدان معنی است که هیچ محافظتی در برابر اشعه های مضر UV خورشید وجود ندارد. علاوه بر این، حتی پس از گرم شدن دما، خاک مریخ ممکن است برای رشد محصولات بسیار شور یا سمی باشد. به عبارت دیگر، افزایش دما «نوعی کلید جادویی» نیست که مریخ را قابل سکونت کند.

اما موانع ذکر شده مانع از ادامه تحقیقات الانصاری و همکارانش نمی شود. در مرحله بعد، آنها امیدوارند که پیوندهای پیشنهادی را در آزمایشگاه بسازند و آزمایش کنند و در عین حال اثرات اشکال، اندازه ها و سایر مواد مانند کربن و مگنتیت را نیز بررسی کنند.

محققان اذعان دارند که بعید است به این زودی مهندسی آب و هوا در مقیاس سیاره مریخ را مهندسی کنند. اما ادوین کایت، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه شیکاگو و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «مطالعات شکل‌گیری زمین نیز نشان می‌دهد که چقدر مطالعه زمین اهمیت دارد. آیا می‌توانیم آب و هوا و اکوسیستم‌ها را به‌خوبی درک کنیم تا آنها را در جای دیگری بسازیم؟»