На Марсе не хватит углекислого газа для терраформирования

Углекислого газа в полярных шапках и других резервуарах Марса не хватит для терраформирования планеты, сообщается в журнале Nature Astronomy. Согласно расчетам астрономов, человечество сможет лишь утроить давление на Красной планете, чего недостаточно для создания комфортных условий на ее поверхности.

Терраформирование — гипотетический процесс изменения атмосферы и климата на планете, который должен сделать ее пригодной для земных животных и растений. Одним из наиболее многообещающих кандидатов для терраформирования считается Марс, вторая по близости к Земле планета. Считается, что в прошлом он был более похож на Землю — на его поверхности могли существовать жидкие водоемы, а его климат был гораздо более мягким из-за более плотной атмосферы. Сегодня предлагается несколько вариантов терраформирования Красной планеты. Один из них — выпуск в атмосферу парниковых газов, благодаря которым температура и давление повысятся настолько, что жидкая вода сможет существовать на поверхности.

Однако астрономы Брюс Яковски и Кристофер Эдвардс заявляют, что высвобожденного парникового газа не хватит для создания пригодных для жизни условий на планете. В своей работе ученые сфокусировались на углекислом газе (CO₂), так как, по их мнению, только он содержится на Марсе в достаточных количествах, чтобы повлиять на климат. Чтобы определить, насколько успешной будет попытка терраформирования, Яковски и Эдвардс рассмотрели доступные источники CO₂ на планете, а также с какой скоростью ее атмосфера «убегает» в космос. По мнению астрономов, для того, чтобы условия на Марсе стали более пригодны для жизни, давление на планете необходимо повысить до одного бара (примерно равное земному), что эквивалентно 2,5 тысячам граммов углекислого газа на квадратный сантиметр поверхности. Сегодня давление на Марсе достигает 6 миллибар.

Согласно расчетам, в полярных шапках Марса, может содержаться достаточно углекислого газа, чтобы удвоить атмосферное давление, доведя его до 12 миллибар. На данный момент, точную оценку его количества дать нельзя, однако, по мнению астрономов, верхний лимит для CO₂ составляет 150 миллибар. Кроме того, углекислый газ может содержаться в реголите — около 0.01 грамма CO₂ на грамм реголита. В общей сложности толщина реголитового слоя, как показывают работы ученых, может составлять до 100 метров, а значит, количество углекислого газа может доходить до 100 грамм на квадратный сантиметр. Это немного завышенная оценка, так как в действительности вряд ли удастся высвободить весь CO₂ — но если это все-таки получится осуществить, то давление повысится до 40 миллибар. Последний источник CO₂ на планете, углеродсодержащие минералы, позволит повысить давление максимум до 50 миллибар.

При этом скорость «убегания» кислорода из марсианской атмосферы в космос, которое происходит из-за взаимодействия с солнечным ветром, составляет порядка 1,5 килограмма в секунду. Неизвестно, что именно служит источником кислорода (CO₂ или H₂O), однако наблюдения показывают, что с древних времен Марс также потерял около 50 процентов углерода.

Принимая во внимания все происходящие на планете процессы, а также современное развитие технологий, ученые пришли к выводу, что человечество сможет повысить атмосферное давление на Марсе лишь до 20 миллибар, если будет использовать все доступные источники. Основным резервуаром будут служить полярные шапки, однако содержащегося в них газа все равно будет недостаточно для терраформирования. При атмосферном давлении 20 миллибар средняя температура на Марсе возрастет на 10 кельвинов, в то время как для стабильного существования жидкой воды необходимо потепление на 60 кельвинов.

Сегодня было предложено немало идей по терраформированию Марса. Например, Илон Маск считает, что наиболее быстро достичь постоянного повышения температуры в атмосфере Марса можно путем ядерной бомбардировки полюсов планет. Джим Грин, директор подразделения NASA по изучению планет, предложил окружить Марс искусственным магнитным «щитом», который поможет планете частично восстановить атмосферу.

Кристина Уласович