Aerogél-pajzsokkal megvalósítható lenne a fotoszintézis a Marson

3385

Ha a Mars vízjégben gazdag területei fölé szilícium-dioxid aerogél pajzsokat helyeznénk, lehetővé válna a fotoszintetikus élet, és csekély emberi beavatkozás kellene csak hozzá. 

A Mars felszínének alacsony hőmérséklete és az erős ultraibolya sugárzás jelenleg kizárja az élet lehetőségét a vörös bolygón. Több ötlet felmerült már a marsfelszín lakhatóvá tételére, de ezek mindegyike nagymértékű környezetmódosítással járna, ami jelenleg túlmutat az emberi teljesítőképesség határain.

A Nature Astronomy szaklapban megjelent cikkükben Robin Wordsworth és munkatársai egy másik megközelítést tárnak fel. A kutatók szerint a marsfelszín nagy területét alkalmassá tehetnénk a fotoszintézist folytató élőlények számára, ha a Föld légkörének üvegházhatását sikerülne reprodukálnunk.

Egy vékony, áttetsző, alacsony hővezető képességgel bíró „védőpajzs” átengedné a látható fényt, de az UV- és infravörös sugárzást blokkolná, így a felszíni sugárzás hatásai megegyeznének a Földön tapasztaltakkal.

 

Az ábra azt mutatja, hogyan alakíthatnánk lakhatóvá a Mars egyes területeit a Föld üvegházhatásának mintájára. (Forrás: Wordsworth et al.)

Ezt egy különleges anyaggal, úgynevezett szilícium-dioxid aerogéllel valósítanák meg. A szilícium-dioxid nanoméretű hálóiból álló aerogél több mint 97 térfogatszázalék levegőt tartalmaz, és az ismert anyagok közül az egyik legalacsonyabb hővezető képességgel bír. Remek tulajdonságai miatt az aerogélt számos területen használják a Földön, de még a Mars Exploration Rover program marsjáróiban is.

A kutatók kísérleteket végeztek az aerogél-üvegházrétegek jellemzőivel kapcsolatban. Arra jutottak, hogy a marsi környezetben egy 2–3 centiméter vastag aerogél-réteg elegendő látható fényt engedne át a fotoszintézishez, ugyanakkor blokkolná a veszélyes ultraibolya sugárzást. Ez a vastagság arra is elég lenne, hogy belső hőforrás nélkül is tartósan a víz olvadáspontja fölé engedje emelkedni a hőmérsékletet az általa védett területen. A kutatók szerint a felszín alatti, életre alkalmas régió mélysége idővel a hődiffúzió miatt növekedne.

A Mars egyes területeinek lakhatóvá tétele sokkal könnyebben elérhető cél, mint a globális légkörmódosítás, ráadásul a terület folyamatosan kiterjeszthető, és kevesebb földi erőforrást venne igénybe. Az állandóan meleg területek kialakítása sok előnnyel járna a jövőbeni marsi tevékenységek szempontjából. Ez a koncepció a Földön található ellenséges környezetekben, például az Antarktiszon és a chilei Atacama-sivatagban is hasznosítható.

A jövőben érdemes lesz megvizsgálni, hogy mennyire adaptálhatók könnyen a marsi körülményekre a hagyományos szilícium-dioxid aerogél gyártási technikák. Mivel a Földön az élet képes a környezetét módosítani, érdekes lehet átgondolni, milyen mértékben tudnának az organizmusok maguk hozzájárulni a marsi élet fenntartásához. A Földön léteznek olyan organizmusok, amelyek a szilícium-dioxidot építőanyagként használják, ilyenek például az üvegszivacsok és a kovamoszatok. Érdekes lenne megvizsgálni, hogy létrehozhatók-e közvetlenül nagy fényáteresztő és alacsony hővezető képességű szilícium-dioxid rétegek szintetikus-biológiai úton. A kutatók szerint, ha ez lehetséges, akkor az általuk leírt módszerekkel végül akár önfenntartó bioszférát is fejleszthetnénk a Marson.

A kutatók szerint a téma fontos etikai és filozófiai kérdéseket is felvet: ha a Marson jelenleg létezik bármiféle élet, akkor annak megmaradását és felfedezését a földi mikroorganizmusok jelenléte akadályozná. Eddig egyik Mars-küldetés sem talált életet a bolygón, így ha létezik is, akkor a felszín alatti régió egyes specifikus területeire korlátozódhat. A cikkben ismertetett lehetőségekkel a földi élet csupán az aerogél-pajzzsal védett, üvegházhatású területeken maradhat meg, ezért a marsfelszín többi részén nem befolyásolná a marsi élet keresését. Ennek ellenére a kutatók fontosnak tartják megjegyezni, hogy a földi alapú élet Marsra történő átvitelét, az ezzel kapcsolatos asztrobiológiai kockázatokat körültekintően mérlegelni kell majd.

Forrás: Wordsworth, R., Kerber, L. & Cockell, C. Enabling Martian habitability with silica aerogel via the solid-state greenhouse effect. Nat Astron 3, 898–903 (2019) doi:10.1038/s41550-019-0813-0

Hozzászólás

hozzászólás