Terraforming - pagbuo ng isang bagong Earth sa isang bagong lugar

Isang araw ay maaaring lumabas na sa kaganapan ng isang pandaigdigang sakuna, hindi posible na maibalik ang sibilisasyon sa Earth o bumalik sa estado kung saan ito ay bago ang pagbabanta. Ito ay nagkakahalaga ng pagkakaroon ng isang bagong mundo na nakalaan at muling itayo ang lahat doon - mas mahusay kaysa sa ginawa natin sa ating planeta. Gayunpaman, hindi natin alam ang mga celestial body na handa para sa agarang pag-aayos. Ang isa ay dapat umasa sa katotohanan na ang ilang trabaho ay kinakailangan upang maihanda ang gayong lugar.

1. Cover ng kwentong "Collision in Orbit"

Ang pag-terraform sa isang planeta, buwan, o iba pang bagay ay ang hypothetical, wala saanman (sa aming kaalaman) na proseso ng pagbabago ng atmospera, temperatura, topograpiya sa ibabaw, o ekolohiya ng isang planeta o iba pang celestial body upang maging katulad ng kapaligiran ng Earth at gawin itong angkop para sa terrestrial buhay.

Ang konsepto ng terraforming ay umunlad kapwa sa larangan at sa totoong agham. Ang termino mismo ay ipinakilala Jack Williamson (Will Stewart) sa maikling kwentong "Collision Orbit" (1), na inilathala noong 1942.

Ang Venus ay cool, ang Mars ay mainit

Sa isang artikulo na inilathala sa journal Science noong 1961, ang astronomer Carl Sagan iminungkahi. Naisip niya ang pagtatanim ng algae sa kanyang kapaligiran na magko-convert ng tubig, nitrogen, at carbon dioxide sa mga organikong compound. Aalisin ng prosesong ito ang carbon dioxide sa atmospera, na magbabawas sa epekto ng greenhouse hanggang sa bumaba ang temperatura sa komportableng antas. Ang labis na carbon ay naisalokal sa ibabaw ng planeta, halimbawa, sa anyo ng grapayt.

Sa kasamaang palad, ang mga natuklasan sa ibang pagkakataon tungkol sa mga kondisyon ng Venus ay nagpakita na ang gayong proseso ay imposible. Kung dahil lang sa mga ulap doon ay binubuo ng isang mataas na puro solusyon ng sulfuric acid. Kahit na ang algae ay teoretikal na umunlad sa pagalit na kapaligiran ng itaas na kapaligiran, ang mismong atmospera mismo ay sobrang siksik—ang mataas na presyon sa atmospera ay magbubunga ng halos purong molekular na oxygen, at ang carbon ay masusunog, na naglalabas ng COXNUMX.₂.

Gayunpaman, kadalasang pinag-uusapan natin ang tungkol sa terraforming sa konteksto ng potensyal na adaptasyon ng Mars. (2). Sa isang artikulong "Planetary Engineering on Mars" na inilathala sa journal na Icarus noong 1973, itinuturing ni Sagan na ang Red Planet ay isang potensyal na matitirahan na lugar para sa mga tao.

2. Paningin para sa mga susunod na yugto ng terraforming Mars

Pagkalipas ng tatlong taon, opisyal na tinugunan ng NASA ang problema ng planetary engineering, gamit ang terminong "planetary ecosynthesis". Napagpasyahan ng isang nai-publish na pag-aaral na maaaring suportahan ng Mars ang buhay at maging isang matitirahan na planeta. Sa parehong taon, ang unang sesyon ng kumperensya sa terraforming, na kilala rin bilang "planetary modeling", ay isinaayos.

Gayunpaman, noong 1982 lamang nagsimulang gamitin ang salitang "terraforming" sa modernong kahulugan nito. planetologist Christopher McKay (7) nagsulat ng "Terraforming Mars", na lumabas sa Journal of the British Interplanetary Society. Tinalakay ng papel ang mga prospect para sa self-regulation ng Martian biosphere, at ang salitang ginamit ni McKay ay naging mas gusto. Noong 1984 James Lovelock i Michael Allaby inilathala ang aklat na Greening Mars, isa sa mga unang naglalarawan ng isang bagong paraan ng pag-init ng Mars gamit ang mga chlorofluorocarbons (CFCs) na idinagdag sa atmospera.

Sa kabuuan, maraming pananaliksik at siyentipikong talakayan ang naisagawa na tungkol sa posibilidad ng pag-init ng planetang ito at pagbabago ng kapaligiran nito. Kapansin-pansin, ang ilang hypothetical na pamamaraan para sa pagbabago ng Mars ay maaaring nasa loob na ng mga teknolohikal na kakayahan ng sangkatauhan. Gayunpaman, ang mga mapagkukunang pang-ekonomiya na kinakailangan para dito ay mas malaki kaysa sa anumang pamahalaan o lipunan na kasalukuyang handang ilaan para sa naturang layunin.

Pamamaraan na diskarte

Matapos pumasok ang terraforming sa isang mas malawak na sirkulasyon ng mga konsepto, ang saklaw nito ay nagsimulang maging sistematiko. Noong 1995 Martin J. Fogg (3) sa kanyang aklat na "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" inaalok niya ang mga sumusunod na kahulugan para sa iba't ibang aspeto na nauugnay sa larangang ito:

• planetary engineering - ang paggamit ng teknolohiya upang maimpluwensyahan ang mga pandaigdigang katangian ng planeta;
• geoengineering - planetary engineering na partikular na inilapat sa Earth. Sinasaklaw lang nito ang mga konseptong macro-engineering na kinasasangkutan ng pagbabago ng ilang partikular na global parameter gaya ng greenhouse effect, komposisyon ng atmospera, solar radiation, o shock flux;
• terraforming - isang proseso ng planetary engineering, na naglalayong, sa partikular, sa pagtaas ng kakayahan ng isang extraterrestrial planetary na kapaligiran upang suportahan ang buhay sa isang kilalang estado. Ang huling tagumpay sa lugar na ito ay ang paglikha ng isang bukas na planetary ecosystem na ginagaya ang lahat ng mga function ng terrestrial biosphere, ganap na inangkop para sa tirahan ng tao.

Nakabuo din si Fogg ng mga kahulugan ng mga planeta na may iba't ibang antas ng pagkakatugma sa mga tuntunin ng kaligtasan ng tao sa kanila. Nakilala niya ang mga planeta:

• tinitirhan () - isang mundo na may sapat na kapaligiran na katulad ng Earth kung saan ang mga tao ay maaaring kumportable at malayang manirahan dito;
• biocompatible (BP) - mga planeta na may mga pisikal na parameter na nagpapahintulot sa buhay na umunlad sa kanilang ibabaw. Kahit na sa una ay wala sila nito, maaari silang maglaman ng napakakomplikadong biosphere nang hindi nangangailangan ng terraforming;
• madaling ma-terraform (ETP) - mga planeta na maaaring maging biocompatible o matitirahan at maaaring suportahan ng medyo katamtamang hanay ng mga teknolohiya at mapagkukunan ng planetary engineering na nakaimbak sa isang malapit na spacecraft o robotic precursor mission.

Iminumungkahi ni Fogg na sa kanyang kabataan, ang Mars ay isang biologically compatible na planeta, kahit na sa kasalukuyan ay hindi ito umaangkop sa alinman sa tatlong kategorya - ang terraforming na ito ay lampas sa ETP, masyadong mahirap, at masyadong mahal.

Ang pagkakaroon ng pinagmumulan ng enerhiya ay isang ganap na kinakailangan para sa buhay, ngunit ang ideya ng agarang o potensyal na posibilidad na mabuhay ng isang planeta ay batay sa maraming iba pang geophysical, geochemical, at astrophysical na pamantayan.

Ang partikular na interes ay ang hanay ng mga kadahilanan na, bilang karagdagan sa mga mas simpleng organismo sa Earth, ay sumusuporta sa mga kumplikadong multicellular na organismo. hayop. Ang pananaliksik at mga teorya sa lugar na ito ay bahagi ng planetary science at astrobiology.

Maaari mong palaging gumamit ng thermonuclear

Sa roadmap nito para sa astrobiology, tinukoy ng NASA ang pangunahing pamantayan para sa pagbagay bilang pangunahing "sapat na mapagkukunan ng likidong tubig, mga kondisyon na nakakatulong sa pagsasama-sama ng mga kumplikadong organikong molekula, at mga mapagkukunan ng enerhiya upang suportahan ang metabolismo." Kapag naging angkop ang mga kondisyon sa planeta para sa buhay ng isang partikular na species, maaaring magsimula ang pag-import ng microbial life. Habang ang mga kondisyon ay nagiging mas malapit sa terrestrial, ang buhay ng halaman ay maaari ding ipakilala doon. Ito ay magpapabilis sa produksyon ng oxygen, na sa teorya ay gagawing sa wakas ay kayang suportahan ng planeta ang buhay ng mga hayop.

Sa Mars, ang kakulangan ng tectonic na aktibidad ay pumigil sa recirculation ng mga gas mula sa mga lokal na sediment, na paborable para sa atmospera sa Earth. Pangalawa, maaari itong ipalagay na ang kawalan ng isang komprehensibong magnetosphere sa paligid ng Red Planet ay humantong sa unti-unting pagkawasak ng kapaligiran sa pamamagitan ng solar wind (4).

4 Hindi Pinoprotektahan ng Mahinang Magnetosphere ang Atmosphere ng Martian

Ang convection sa core ng Mars, na karamihan ay bakal, ay orihinal na lumikha ng magnetic field, gayunpaman ang dynamo ay matagal nang tumigil sa paggana at ang Martian field ay higit na nawala, posibleng dahil sa core heat loss at solidification. Ngayon, ang magnetic field ay isang koleksyon ng mas maliit, lokal na parang payong na mga field, karamihan sa paligid ng southern hemisphere. Ang mga labi ng magnetosphere ay sumasakop sa halos 40% ng ibabaw ng planeta. Mga Resulta ng NASA Mission Research Dalubhasa ipakita na ang atmospera ay pangunahing nililinis ng solar coronal mass ejections na nagbobomba sa planeta ng mga proton na may mataas na enerhiya.

Ang Terraforming Mars ay kailangang magsasangkot ng dalawang malalaking sabay-sabay na proseso - ang paglikha ng isang kapaligiran at ang pag-init nito.

Ang isang mas makapal na kapaligiran ng mga greenhouse gases tulad ng carbon dioxide ay pipigilan ang papasok na solar radiation. Dahil ang tumaas na temperatura ay magdaragdag ng mga greenhouse gas sa atmospera, ang dalawang prosesong ito ay magpapatibay sa isa't isa. Gayunpaman, ang carbon dioxide lamang ay hindi sapat upang panatilihin ang temperatura sa itaas ng nagyeyelong punto ng tubig - ibang bagay ang kakailanganin.

Isa pang Martian Probe na Kamakailan ay Nagkaroon ng Pangalan Pagtitiyaga at ilulunsad ngayong taon, aabutin sinusubukang gumawa ng oxygen. Alam namin na ang isang rarefied atmosphere ay naglalaman ng 95,32% carbon dioxide, 2,7% nitrogen, 1,6% argon, at humigit-kumulang 0,13% oxygen, at marami pang ibang elemento sa mas maliit na halaga. Ang eksperimento na kilala bilang pagiging masayahin (5) ay gumamit ng carbon dioxide at kumuha ng oxygen mula dito. Ang mga pagsusuri sa laboratoryo ay nagpakita na ito ay karaniwang posible at teknikal na magagawa. Kailangan mong magsimula sa isang lugar.

5. Mga dilaw na module para sa eksperimento ng MOXIE sa Perseverance rover.

boss ng spacex, Elon Musk, wala siya sa sarili niya kung hindi niya ilalagay ang kanyang dalawang sentimo sa talakayan tungkol sa terraforming Mars. Ang isa sa mga ideya ni Musk ay ang bumaba sa mga pole ng Martian. mga bomba ng hydrogen. Ang isang napakalaking pambobomba, sa kanyang opinyon, ay lilikha ng maraming thermal energy sa pamamagitan ng pagtunaw ng yelo, at ito ay maglalabas ng carbon dioxide, na lilikha ng isang greenhouse effect sa atmospera, na kumukuha ng init.

Ang magnetic field sa paligid ng Mars ay magpoprotekta sa mga marsonaut mula sa cosmic ray at lilikha ng banayad na klima sa ibabaw ng planeta. Ngunit tiyak na hindi ka makakapaglagay ng malaking piraso ng likidong bakal sa loob nito. Samakatuwid, nag-aalok ang mga eksperto ng isa pang solusyon - ipasok ang w libration point L1 sa sistema ng Mars-Sun mahusay na generator, na lilikha ng medyo malakas na magnetic field.

Ang konsepto ay ipinakita sa Planetary Science Vision 2050 workshop ni Dr. Jim Green, direktor ng Planetary Science Division, planetary exploration division ng NASA. Sa paglipas ng panahon, ang magnetic field ay hahantong sa pagtaas ng atmospheric pressure at average na temperatura. Ang pagtaas ng 4°C lamang ay matutunaw ang yelo sa mga polar na rehiyon, na maglalabas ng nakaimbak na CO₂magdudulot ito ng malakas na greenhouse effect. Aagos na naman ang tubig doon. Ayon sa mga tagalikha, ang totoong oras para sa pagpapatupad ng proyekto ay 2050.

Sa turn, ang solusyon na iminungkahi noong nakaraang Hulyo ng mga mananaliksik sa Harvard University ay hindi nangangako na i-terraform ang buong planeta nang sabay-sabay, ngunit maaaring isang phased na pamamaraan. Nakaisip ang mga siyentipiko pagtayo ng mga domes gawa sa manipis na mga layer ng silica airgel, na magiging transparent at kasabay nito ay nagbibigay ng proteksyon mula sa UV radiation at nagpapainit sa ibabaw.

Sa panahon ng simulation, lumabas na ang isang manipis, 2-3 cm na layer ng airgel ay sapat na upang mapainit ang ibabaw ng hanggang 50 °C. Kung pipiliin natin ang mga tamang lugar, kung gayon ang temperatura ng mga fragment ng Mars ay tataas sa -10 ° C. Ito ay magiging mababa pa rin, ngunit sa isang hanay na maaari naming hawakan. Bukod dito, malamang na mapanatili nito ang tubig sa mga rehiyong ito sa isang likidong estado sa buong taon, na, na sinamahan ng patuloy na pag-access sa sikat ng araw, ay dapat na sapat para sa mga halaman upang magsagawa ng photosynthesis.

Ecological terraforming

Kung ang ideya na muling likhain ang Mars upang magmukhang Earth ay mukhang kamangha-manghang, kung gayon ang potensyal na terraforming ng iba pang mga cosmic na katawan ay nagpapataas ng antas ng hindi kapani-paniwala sa ika-n degree.

Nabanggit na si Venus. Hindi gaanong kilala ang mga pagsasaalang-alang terraforming ang buwan. Geoffrey A. Landis mula sa NASA kalkulado noong 2011 na ang paglikha ng isang kapaligiran sa paligid ng aming satellite na may presyon na 0,07 atm mula sa purong oxygen ay mangangailangan ng supply ng 200 bilyong tonelada ng oxygen mula sa isang lugar. Iminungkahi ng mananaliksik na ito ay maaaring gawin gamit ang mga reaksyon ng pagbabawas ng oxygen mula sa mga bato sa buwan. Ang problema ay dahil sa mababang gravity, mabilis siyang mawawala. Kung tungkol sa tubig, ang mga naunang plano na bombahin ang ibabaw ng buwan ng mga kometa ay maaaring hindi gumana. Lumalabas na mayroong maraming lokal na H sa lunar na lupa₂0, lalo na sa paligid ng South Pole.

Iba pang posibleng mga kandidato para sa terraforming - marahil ay bahagyang lamang - o paraterraforming, na binubuo sa paglikha sa mga alien space body mga saradong tirahan para sa mga tao (6) ito ay: Titan, Callisto, Ganymede, Europa at maging ang Mercury, ang buwan ng Saturn na si Enceladus at ang dwarf planetang Ceres.

6. Masining na pananaw ng bahagyang terraforming

Kung pupunta tayo nang higit pa, sa mga exoplanet, kung saan lalo tayong nakatagpo ng mga mundo na may malaking pagkakahawig sa Earth, pagkatapos ay bigla tayong pumasok sa isang ganap na bagong antas ng talakayan. Makikilala natin ang mga planeta tulad ng ETP, BP at maaaring maging HP doon sa malayo, i.e. yaong wala tayo sa solar system. Kung gayon ang pagkamit ng gayong mundo ay nagiging isang mas malaking problema kaysa sa teknolohiya at mga gastos sa terraforming.

Maraming mga panukala sa planetary engineering ang nagsasangkot ng paggamit ng genetically modified bacteria. Gary King, isang microbiologist sa Louisiana State University na nag-aaral ng pinakamatinding mga organismo sa Earth, ay nagsabi na:

"Ang sintetikong biology ay nagbigay sa amin ng isang kahanga-hangang hanay ng mga tool na magagamit namin upang lumikha ng mga bagong uri ng mga organismo na partikular na iniayon sa mga system na gusto naming planuhin."

Binabalangkas ng siyentipiko ang mga prospect para sa terraforming, na nagpapaliwanag:

"Gusto naming pag-aralan ang mga piling mikrobyo, maghanap ng mga gene na responsable para sa kaligtasan ng buhay at pagiging kapaki-pakinabang para sa terraforming (tulad ng paglaban sa radiation at kakulangan ng tubig), at pagkatapos ay ilapat ang kaalamang ito sa genetically engineer na espesyal na idinisenyong microbes."

Nakikita ng scientist ang pinakamalaking hamon sa kakayahang pumili ng genetically at iakma ang mga angkop na mikrobyo, sa paniniwalang maaaring abutin ng "sampung taon o higit pa" para malampasan ang balakid na ito. Sinabi rin niya na ang pinakamahusay na mapagpipilian ay ang bumuo ng "hindi lamang isang uri ng mikrobyo, ngunit marami na nagtutulungan."

Sa halip na i-terraform o bilang karagdagan sa terraforming sa alien environment, iminungkahi ng mga eksperto na ang mga tao ay maaaring umangkop sa mga lugar na ito sa pamamagitan ng genetic engineering, biotechnology, at cybernetic na mga pagpapahusay.

Liza Nip ng MIT Media Lab Molecular Machines Team, ay nagsabi na ang synthetic na biology ay maaaring magpapahintulot sa mga siyentipiko na genetically modify ang mga tao, halaman, at bacteria na iakma ang mga organismo sa mga kondisyon sa ibang planeta.

Martin J. Fogg, nag-aayuno si Carl Sagan Robert Zubrin i Richard L.S. TyloNaniniwala ako na ang paggawa ng ibang mga mundo na matitirahan - bilang isang pagpapatuloy ng kasaysayan ng buhay ng nagbabagong kapaligiran sa Earth - ay ganap na hindi katanggap-tanggap. moral na tungkulin ng sangkatauhan. Ipinahihiwatig din ng mga ito na ang ating planeta sa kalaunan ay titigil na maging mabubuhay pa rin. Sa katagalan, dapat mong isaalang-alang ang pangangailangang lumipat.

Bagama't naniniwala ang mga tagapagtaguyod na walang kinalaman sa terraforming ng mga baog na planeta. mga isyu sa etika, may mga opinyon na sa anumang kaso magiging hindi etikal ang pakikialam sa kalikasan.

Dahil sa naunang paghawak ng sangkatauhan sa Earth, pinakamainam na huwag ilantad ang ibang mga planeta sa mga aktibidad ng tao. Ipinapangatuwiran ni Christopher McKay na ang terraforming ay tama lamang sa etika kapag lubos tayong nakatitiyak na ang dayuhan na planeta ay hindi nagtatago ng katutubong buhay. At kahit na mahanap natin ito, hindi natin dapat subukang baguhin ito para sa ating sariling paggamit, ngunit kumilos sa paraang umangkop sa alien life na ito. Hindi naman sa kabaligtaran.

Tingnan din ang: