Domanda:
Le tecniche di terraformazione da Marte Rosso / Blu / Verde potrebbero funzionare su altri pianeti del nostro sistema solare?
Martha F.
2011-01-24 10:52:55 UTC
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La trilogia Marte rosso / Marte verde / Marte blu di Kim Stanley Robinson descrive il processo di terraformazione di Marte in modo che gli esseri umani possano viverci . Queste stesse tecniche potrebbero funzionare su altri pianeti del sistema solare?

Ad esempio, queste tecniche potrebbero funzionare su un pianeta gassoso come Saturno? O richiedono un terreno solido? Allo stesso modo, potrebbero lavorare su un pianeta con un'atmosfera densa come Venere, o quel pianeta è troppo diverso da Marte per funzionare senza grandi cambiamenti?

C'è un libro (lo troverò) che descrive la terraformazione dei pianeti, il lavoro e le tempistiche coinvolte. È tutto vasto. Su Aliens, avevano un processore d'aria per terraformare l'atmosfera, ma in realtà ne avrebbero avuto bisogno 100k e ci sarebbero voluti ancora 200000 anni. Per qualcosa di veramente alieno come Venere, ci vorrebbe più tempo.
@scope_creep In realtà, ho visto la letteratura che suggerisce che la Terraformazione marziana potrebbe essere realizzata in appena 1.000 anni. Forse meno. Vedrò se riesco a scavare.
@Daniel, non è molto tempo per creare un'atmosfera. Tutto quell'ossigeno e l'azoto devono essere prodotti.
Le piante funzionano velocemente, se ne hai abbastanza là fuori.
@Daniel, Vedo in arrivo una lunga e fruttuosa conversazione. Le piante generalmente necessitano del ciclo dell'azoto in atto prima che le piante possano essere coltivate e generare ossigeno e processare CO2. In realtà, se fosse un pianeta roccioso, l'azoto verrebbe eliminato dalla regolite in vaste quantità da processori chimici che coprono il pianeta, se non fosse presente. L'ossigeno verrebbe rotto dall'acqua se disponibile, ma ci vorrebbero migliaia di anni per scoppiare dalla regolite poiché è ad alta intensità di lavoro e potenza. Le piante non avrebbero avuto una presa fino alla fine della fase. Inizialmente i batteri ciano, poi i batteri normali, i licheni.
Se effettivamente leggi Marte rosso / Marte verde / Marte blu, scoprirai che viene discussa la terraformazione di altri pianeti e planetoidi nel sistema solare.(Inoltre: * Green * è il secondo, e * Blue * è il terzo libro ... c'è anche un'antologia di racconti intitolata semplicemente * The Martians * ... Mi sono preso la libertà di modificare l'ordine.)
Otto risposte:
Daniel Bingham
2011-01-24 12:45:08 UTC
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Le stesse tecniche di terraformazione utilizzate nella serie Red / Green / Blue Mars non funzionerebbero su un gigante gassoso. Ma qualche forma di terraformazione può. Il problema dei giganti gassosi è che le loro atmosfere sono stratificate e di composizione variabile. I loro nuclei sono così ad alta pressione che sono essenzialmente fusi. Non saremmo mai in grado di vivere laggiù. Tuttavia, molti giganti gassosi hanno probabilmente uno strato nella loro atmosfera che sarebbe la giusta pressione e temperatura per l'abitazione umana. Potrebbe non avere la giusta composizione dell'atmosfera.

La maggior parte dei giganti del gas ha un'atmosfera principalmente di idrogeno / elio. L'atmosfera di Marte è principalmente CO2. Quindi, nella serie Red, Green, Blue Mars, quello che stanno facendo è causare un riscaldamento globale incontrollato (rilasciando più CO2 immagazzinata) per aumentare la pressione atmosferica e la temperatura superficiale. Poi stanno piantando piante per convertire la CO2 in O2.

Probabilmente non è possibile utilizzare tecniche di modificazione atmosferica simili per regolare la composizione dei giganti gassosi. Dipende fortemente dalla composizione dell'atmosfera allo strato di temperatura e pressione corretto. Sono presenti tracce di CO2 e ossigeno. E poiché gli strati si stratificano, è possibile che ci possa essere uno strato di ossigeno o uno strato di CO2. Possono o non possono allinearsi con la pressione e la temperatura corrette. Se uno strato di ossigeno lo fa, siamo in buona forma, non è richiesta alcuna terraformazione. Se non lo fa o se lo fa uno strato di CO2, è probabile che non sia modificabile, perché qualsiasi ossigeno creato salirà o scenderà in uno strato diverso. Se, per qualche strana coincidenza, lo strato di ossigeno è solo leggermente al di sopra o al di sotto dello strato di CO2, questa è l'unica circostanza in cui tecniche simili potrebbero funzionare. Fai crescere lo strato di O2 e occuperà lo spazio (forse) lasciato libero dalla CO2. D'altra parte, se lo strato corretto è l'elio o l'idrogeno, le tecniche utilizzate su Marte non funzionerebbero. Periodo. Inoltre, ciò richiederebbe una sorta di tecnologia che ci consentirebbe di far galleggiare piattaforme o dirigibili praticamente indefinitamente senza troppa spesa energetica al livello corretto nell'atmosfera.

Nel caso di Venere, il problema è il contrario di quello su Marte. Su Marte, la terraformazione comporta il causare un riscaldamento globale incontrollato, fondamentalmente. Su Venere, il problema lo sta invertendo. Quindi richiederebbe tecniche completamente diverse.

I giganti del gas non hanno davvero una superficie. Hanno gas, poi zuppa, poi un nucleo metallico di idrogeno.
Sì, penso che la linea di fondo con i giganti gassosi sia che dovrai togliere la massa dall'equazione in qualche modo finché la massa non sarà simile a un pianeta roccioso. E data la relativa omogeneità degli strati, avresti qualcosa di veramente strano come un pianeta di diamanti, come nel 2063 di Arthur C. Clarke.
Riscaldamento controllato, idealmente, non fuggitivo.Non vuoi che l'atmosfera di Marte passi oltre la Terra direttamente su Venusiana.
Tony Meyer
2011-01-29 13:16:21 UTC
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I passaggi principali utilizzati, se ricordo bene, sono (escluse le cose che sono state fatte solo per sopravvivere):

  • Riscaldare l'atmosfera con mulini a vento, un asteroide e moholes (scavare nella crosta del pianeta).
  • Cambiare la composizione dell'atmosfera con microrganismi geneticamente modificati (GEM), licheni e alghe.
  • Sciogliere il ghiaccio nelle auto polari, generando carbonio diossido e acqua, con un sistema a specchio.

I pianeti che abbiamo sono (esclusi Terra e Marte):

  • Mercurio: molto più caldo di Terra: invece di riscaldare l'atmosfera, come in Marte , il compito sarebbe raffreddarla (quindi i mulini a vento, l'asteroide colpito e le mohole non sarebbero utili). Non ci sono calotte polari da fondere. C'è pochissima atmosfera, quindi invece di provare a cambiarla, il compito sarebbe crearne una adatta - le tecniche di Marte (supponendo che tutti gli altri problemi siano risolti) probabilmente essere utile qui.

  • Venere: l'atmosfera è molto più densa della Terra e ha lo stesso problema di calore di Mercurio. Non esiste un campo magnetico che impedisca l'esaurimento dell'atmosfera (cioè viene costantemente reintegrata), quindi qualsiasi cambiamento effettuato (ad es. GEM, licheni, alghe) non potrebbe accumularsi, come hanno fatto in Marte ( a meno che un passaggio precedente non abbia in qualche modo aggiunto un campo magnetico).

  • Giove: è composto da elio e idrogeno. Anche se in qualche modo potesse essere trasformato in qualcosa di simile alla Terra (ma enorme), le tecniche di Marte non sarebbero di alcuna utilità. Esistono, tuttavia, 63 satelliti noti e Ganimede, Callisto, Io ed Europa sono simili in molti modi ai pianeti interni.

  • Saturno: più o meno come Giove ( cioè le tecniche di Marte non servono). 62 satelliti noti; Titano ed Encelado mostrano segni di attività geologica ma sono per lo più costituiti da ghiaccio.

  • Urano: molto simile agli altri giganti gassosi. Data la distanza dal Sole, sembra probabile che non solo le tecniche di Marte non funzionerebbero sul pianeta, ma sarebbero anche insufficienti per riscaldare le lune.

  • Nettuno: come Urano, ma più freddo.

Come suggerito da @Pearsonartphoto, i satelliti (in particolare Giove e Saturno) sono bersagli molto più adatti, ad esempio:

  • Ganimede: ha una magnetosfera (l'unico satellite del Sistema Solare ad averlo), sebbene sia sepolto in Giove, e una sottile atmosfera di ossigeno, che potrebbe contenere ozono. Le tecniche di Marte per riscaldare l'atmosfera probabilmente funzionerebbero, anche se c'è ancora molto da fare (è circa 100 gradi C più freddo di Marte in superficie). L'uso di GEM / licheni / alghe per modificare l'atmosfera sarebbe probabilmente adatto. Sciogliere il ghiaccio sarebbe un buon modo per generare ossigeno (teoricamente è dissolto nel ghiaccio) - per l'acqua teoricamente esiste un oceano sotterraneo di acqua salata, quindi sarebbe un bersaglio più probabile delle calotte polari ( soprattutto se la spedizione stava già lavorando su mohole).

Phobos viene distrutto in Marte rosso , che aiuta anche la terraformazione ( anche se questo non era l'obiettivo) aggiungendo calore. Questo non sarebbe possibile su una delle lune di Giove / Saturno, dal momento che non sono lune fino in fondo.

Sotto quale aspetto avere un campo magnetico influisce sull'atmosfera di un pianeta? Deviando il vento solare, può ridurre la quantità di idrogeno ed elio ad alta quota persi, ma sicuramente questo è un effetto molto marginale rispetto alla gravità del pianeta (che determina la velocità di fuga) e alla temperatura atmosferica (che determina la velocità delle particelle atmosferiche).
@JonofAllTrades avendo studiato la fisica planetaria, i venti solari possono spogliare completamente un pianeta della sua atmosfera, con una magnetosfera che fa la maggior parte (se non tutta) della schermatura.
Venere sembrerebbe essere un forte controesempio. Puoi indicarmi dei modelli di computer entry-level che considerano l'influenza relativa di insolazione, gravità, vento solare, composizione della crosta, ecc.?
Non capisco la parte nascosta.Perché non sarebbe possibile?Le lune di Giove e Saturno non hanno le loro lune, ma Giove e Saturno hanno oltre 60 altre lune con cui lavorare.
Mike Scott
2011-01-24 13:46:23 UTC
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Non potevano nemmeno lavorare su Marte: Robinson ha accelerato i tempi di alcuni ordini di grandezza per scopi drammatici.

Questo è discutibile. La verità è che non sappiamo veramente quale sarebbe la scala temporale. Non siamo nemmeno vicini ad avere quei dati.
PearsonArtPhoto
2011-01-24 19:30:44 UTC
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Le stesse tecniche non funzionerebbero su un pianeta, ma potrebbero funzionare su una luna del sistema solare esterno. Ovviamente, Titano è già ricoperto da un gas serra a una pressione più alta della Terra, e non è particolarmente caldo. Potrebbe aiutare alcuni, ma probabilmente non sarebbe la soluzione definitiva.

Omega Centauri
2011-01-30 08:35:43 UTC
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I giganti del gas sono davvero impossibili da cambiare la composizione di. Innanzitutto sono enormi: da decine a centinaia di volte la massa della terra e principalmente idrogeno. Qualsiasi ossigeno creato si combinerebbe con l'idrogeno (e possibilmente altri elementi), e probabilmente cadrebbe sotto forma di pioggia / neve e andrebbe perso nell'atmosfera inferiore. In effetti i gas probabilmente sono miscelati convettivamente, quindi non puoi concentrarti solo su uno strato sottile con all'incirca la giusta temperatura e pressione e una massa netta ragionevole, ma devi cambiare la composizione dell'intero pianeta. Se avessi a disposizione così tanta roba, potresti costruire uno o più pianeti da solo più facilmente che provare a cambiare un gigante gassoso.

Penso anche che i mondi acquatici (con oceani profondi) siano un problema serio, i nutrienti affonderebbero nelle profondità, che in un vero mondo acquatico potrebbero essere centinaia di chilometri. A meno che una sorta di attività geologica continui a mescolarlo (come fa la tettonica a placche sulla terra), tutti i composti che si depositano preferenzialmente nei sedimenti vengono rapidamente (su una scala temporale geologica), persi per la potenziale biosfera.

Angus Glashier
2011-02-07 20:43:40 UTC
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Se avessi davvero enormi quantità di energia potresti costruire soli artificiali e coprire praticamente qualsiasi palla di roccia con i gas necessari per sostenere la vita, almeno per un po '. Sembra un sacco di seccature, però. Non ha senso terraformare un intero pianeta quando puoi realizzare cupole a grandezza di città perfettamente vivibili a un costo molto inferiore.

Dopo tutto, se volessimo vivere in un'atmosfera, perché dovremmo preoccuparci di lasciare la Terra il primo posto?

Robert Walker
2016-02-09 07:09:08 UTC
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Non credo che funzionerebbero su Marte. Innanzitutto la scala temporale è enormemente accelerata. La società marziana stima mille anni per arrivare a un punto in cui l'aria è abbastanza densa da consentire agli alberi di crescere e gli esseri umani possono sopravvivere senza tute a pressione con un autorespiratore a sistema chiuso di tipo aqualung. E potrebbero volerci migliaia, persino centinaia di migliaia di anni, per arrivare a un'atmosfera ricca di ossigeno.

L'anidride carbonica è velenosa per gli esseri umani con concentrazioni superiori all'1% nell'atmosfera, anche con abbondanza di ossigeno. E dipende dalla presenza di CO2 sufficiente perché l'atmosfera vada in un effetto serra impazzito.

Non è affatto chiaro se ce ne sia abbastanza. Per un effetto di fuga è necessario il 10% della pressione atmosferica terrestre. Ce n'è abbastanza per il 2% della pressione atmosferica terrestre.

La quantità di energia necessaria per liberare il ghiaccio secco è enorme. Circa un miliardo di megatoni di energia per raddoppiare la pressione atmosferica o circa nove miliardi per arrivare alla concentrazione del 10% in cui potrebbe iniziare una serra in fuga.

Se fornisci così tanta energia a Marte, è una velocità di diversi megatoni di energia che devi fornire ogni secondo, il tutto solo per sublimare il ghiaccio secco - non importa riscaldarlo, o il ghiaccio, o la regolite e ignorare tutte le perdite nello spazio.

Le sue tecniche genererebbero parecchi ordini di grandezza troppo poca energia per fare molto al clima di Marte.

Il che non è una sorpresa. Guarda la Terra. Ci vogliono miliardi di persone che guidano automobili e bruciano carbone per decenni, per fare una differenza di un grado nella temperatura della Terra. E in effetti il ​​modo "più semplice" per riscaldare Marte è probabilmente quello di creare gas serra artificiali usando il minerale di fluorite. Ma questo è ancora un mega progetto. Sono undici chilometri cubi di minerale di fluorite che devi estrarre e richiede la produzione di 200 centrali nucleari in funzione per un secolo, producendo gas serra come l'unica cosa che fanno con tutta quella potenza. E funziona solo se Marte ha abbastanza CO2. E ci sono molte cose da fare lungo il percorso.

L'atmosfera terrestre non è abbastanza calda per Marte, anche se potessi duplicarla magicamente su Marte. Se riesci a sbarazzarti di tutta la CO2 e sostituirla con azoto e ossigeno, togli il carbonio dall'atmosfera in modo che sia respirabile, allora ti impegni ad aumentare i livelli di gas serra per tutto il futuro per evitare che freddo come l'Antartide.

Per il fabbisogno energetico vedere il mio articolo: Perché le armi nucleari non possono Terraformare Marte - Confeziona meno pugni di una collisione di comete

Per altri problemi vedi il mio articolo: Problemi con la terraformazione di Marte

Bella risposta dettagliata.È un po 'poco chiaro (specialmente "Per un fuggiasco hai bisogno del 2% della Terra." Della Terra cosa?) Ma nel complesso, niente che non possa essere fatto con una semplice modifica.
Jersey
2013-07-23 02:21:58 UTC
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Penso che un grosso problema sia l'uso di piante e organismi terrestri per terraformare un pianeta secondo le nostre specifiche. Primo, lo sforzo di terraformare anche un solo corpo celeste è in proporzione titanico; respiriamo al 21% di ossigeno, ma potremmo sopravvivere a 15. Poi c'è il fattore della pressione dell'aria (14,7 psi) e della temperatura. L'aumento della pressione dell'aria potrebbe non essere praticabile poiché la gravità potrebbe essere troppo bassa per un aumento della pressione dell'aria. Per quanto riguarda l'atmosfera, la quantità di ossigeno necessaria per cambiare per spostare la percentuale sarebbe astronomica. Presumo che si possa iniziare con licheni e batteri, qualcosa con un fabbisogno idrico molto basso, e forse una piccola meteora per colpire una delle calotte polari di Marte per avviare un riscaldamento globale / catastrofe invernale nucleare. Aumenterebbe la temperatura, scioglierebbe l'acqua e introdurrebbe nuvole di pioggia. Ciò potrebbe aumentare la pressione dell'aria (anche se a bassa percentuale) e quindi introdurre batteri terrestri e licheni per aiutare a produrre ossigeno, che il mix di ossigeno-espirazione e umidità aumenterebbe la percentuale. Ma stai parlando a un volume enorme. Non riuscivo nemmeno a indovinare di quanti miliardi di tonnellate metriche, o particelle per pollice quadrato, avremmo parlato. Un'impresa del genere probabilmente manderebbe in bancarotta ogni governo del pianeta.

Ora "coltivare" una forma di vita nativa tramite la genetica potrebbe essere più facile, più economico e forse più praticabile. Ci sono batteri su Marte. Un po 'di test, iniettato un po' di DNA legato alla Terra e potremmo forse creare un ceppo ibrido / mutante che inizi il primo passo della vita. Ci vorrebbero ancora alcune epoche per la redditività, ma è un pensiero.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
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