Představa proměny extrémně nehostinného Marsu na svět alespoň trochu podobný Zemi, víří představivost snílků již mnoho desetiletí. Ačkoliv je terraformace vnímána spíše jako něco z oblasti sci-fi, resp. z budoucnosti vzdálené tisíce let, několik nápadů, jak s tím alespoň začít, by bylo možné zrealizovat již za pár desetiletí. Například stavba obřího zrcadla z odrazných fólií na stacionární dráze nad jižním nebo severním pólem. Zvýšený přísun slunečního záření by mohl zahájit tání bílých čepiček, které jsou složené převážně z vody a oxidu uhličitého. NASA již spočítala, jak by musela být zrcadla velká a kolik by vážila (0,2 milionů tun). Je zřejmé, že by se musela postavit z materiálu těženého například v pásu asteroidů. Jde tedy o velmi odvážné projekty, které by se daly začít uskutečňovat až po zbudování průmyslu ve vesmíru, protože z gravitační studny Země je příliš drahé cokoli vynášet. Nikdy však k terraformaci Marsu nedojde. V článku se dozvíte proč.
Ledový příkrov se rozkládá na oblasti o průměru přes 1000 km, přičemž výška této masy je v některých místech i 3 km. Bylo by nejspíš ještě nutné poprašovat velká území černým uhlíkovým prachem, aby se snížil albedo efekt a také by se muselo nákladně zajistit, aby zrcadla neodválo sluneční záření, protože by se jednalo v podstatě o extrémně velkou solární plachetnici. (Sluneční vítr má ve srovnání s neustálým proudem fotonů zanedbatelný vliv.)
Jenže i kdyby se podařilo značnou část skleníkového plynu CO2 z polárních čepiček dostat do atmosféry, stále by se ještě ani zdaleka nedalo hovořit o nějaké terraformaci. Docílilo by se pouze zvýšení teploty a atmosférického tlaku, byť na hodnoty mnohem nižší, než jaké jsou na Zemi. Tlak marťanské atmosféry je 100 krát nižší, než pozemský atmosférický tlak. Po roztání obou polárních čepiček by se tlak atmosféry zvýšil jenom přibližně o 2%. Mnoho CO2 je uloženo pod povrchem. Pokud by se využily veškeré zdroje, tlak by byl stále nízký – jenom 7% tlaku na Zemi.
Teploty na Marsu se pohybují od -140°C do 35°C. Průměrná teplota je -63°C.
Vodu v tekutém skupenství by tam bylo možné za současných podmínek udržet pouze při teplotách mezi 0 až 10°C. Na Zemi je díky vysokému tlaku tento rozptyl podstatně vyšší (0 až 100°C).
O připodobnění Zemi bychom mohli začít hovořit ve chvíli, kdy by došlo ke splnění několika podmínek:
- nastartování pohybu tekuté vody v atmosféře v podobě srážek (je možné, že vody je na něco takového na Marsu dostatek pod povrchem, případně by ji bylo možné za extrémní cenu dovážet z Ceresu, kde je pod silnou vrstvou regolitu v permafrostu uloženo více vody, než kolik je jí na Zemi)
- přišlo by se na to, jak odstranit z povrchových hornin všudypřítomný chloristan sodný (NaClO₄), což je velmi agresivní sůl vysoce rozpustná ve vodě, avšak pro život krajně nebezpečná (anglicky sodium perchlorate)
- jednoduché organizmy (mechy, lišejníky, řasy, bakterie) by již dokázaly přežít a množit se
Potom by stačilo zařídit produkci kyslíku a dusíku a skutečná terraformace by mohla začít. Je tady však jeden vážný problém, který by žádná civilizace nedokázala vyřešit, ani kdyby se postavila na hlavu. Nízká gravitace. Mars nemá dostatečně silnou gravitaci pro udržení lehčích molekul jako je O2 nebo N2, které dosahují při interakci se zářením vysokých rychlostí. Není náhoda, že je atmosféra Marsu tvořena převážně oxidem uhličitým. Tento plyn je totiž těžší. Čím lehčí molekula, tím pravděpodobnější je, že ji planeta ztratí. Lehčí molekuly při nárazech slunečního větru a při dopadu záření, tedy při zahřátí, získávají vyšší kinetickou energii a tím i únikovou rychlost. Rychlost některých molekul dosáhne při bombardování slunečním větrem snadno i 5 kms-1. Ionizace UV zářením navíc rozkládá molekuly na jednotlivé atomy a ty potom dosahují únikové rychlostí mnohem snáze.
Přitom gravitační zrychlení na povrchu Marsu je jen 3,7 ms-2 a úniková rychlost 5 kms-1. Část zahřátých molekul lehčích plynů nemá šanci při masáži slunečním větrem na návrat do atmosféry. Na Zemi je úniková rychlost 8 kms-1 (beru v úvahu vyšší vrstvy atmosféry, kde dochází k interakcím a hrozí únik molekul do vesmíru; proto neuvádím 11 kms-1 což platí pro povrch). To je hlavní důvod, proč ještě stále máme i po těch miliardách let atmosféru.
Představa, že uvolněním CO2 postupně zahájíme terraformaci, má v sobě skrytý ještě jeden problém. Pokud by došlo v důsledku skleníkového efektu ke zvýšení teploty a tlaku, začne se vlivem UV záření rozkládat v horních vrstvách atmosféry i CO2. Unikne postupně jak kyslík tak i uhlík.
Mars na rozdíl od Země nemá ochranné magnetické pole. Ionizace je mnohem intenzivnější a stejně tak vliv slunečního větru. Rychlost proudu částic (protonů, jader hélia a elektronů), které jsou vyvrhovány z korony Slunce, dosahuje běžně 450 kms-1. Je zázrak, že po takové střelbě ještě vůbec nějaká atmosféra zůstává.
Lehčí molekuly se navíc koncentrují ve vyšších vrstvách atmosféry, kde jsou pod silnější palbou kosmického záření. Rozkládají se na jednotlivé atomy a ionizují. Bez ochranného magnetického pole dochází ke ztrátě atmosféry mnohem rychleji. Tento problém je však teoreticky řešitelný a sice pomocí stavby silného magnetického štítu v libračním bodě mezi Sluncem a Marsem.
Tvrdé záření přicházející ze Slunce by se tak dalo odklonit. Lehké plyny jako kyslík a dusík však budou stále unikat, protože jejich molekuly budou urychlovány i nad kritickou rychlost 5 kms-1. Dlouhodobá terraformace je proto nemožná, ledaže by byly tyto plyny neustále doplňovány.
Kyslík je díky své vysoce reaktivní povaze všude. Váže se totiž v horninách. Můžete jej získávat poměrně snadno i rozkladem oxidu uhličitého. Ale kde vzít v tak velkém množství dusík? Zemská atmosféra je tvořena ze 78% právě dusíkem. Na kyslík připadá jen 21%. Dusík sice není pro organizmy nijak zvlášť důležitý, nepotřebujeme jej nutně k přežití, jen akorát kdyby jej bylo v atmosféře jen o trochu méně, zuřily by zde neustále požáry. Představa, že by byl v atmosféře pouze kyslík, je absurdní. Vše by hořelo. Vzhledem k tomu, že dusík se vyskytuje po celé sluneční soustavě v hojném množství, bude určitě i na Marsu, byť opět vázán v horninách. Musel by se uvolňovat do atmosféry technologickými zařízeními, což by bylo po energetické stránce nemožné zařídit. Neumím si představit, že by to šlo obejít například vývojem organizmu, který by dusík uvolňoval jako vedlejší produkt své činnosti. Potom máme už jen sci-fi alternativy, jako například přidat do atmosféry namísto dusíku helium nebo neon, tedy inertní plyny. Na Marsu však také nebudou příliš k dostání a hlavně by rychle unikly, protože jsou velmi lehké.
Nejvíce by nás měl fascinovat povrch rodné planety. Je sice pravda, že teritoriální podstata člověka neumožňuje dohodnout se, jak to na Zemi zařídit lépe, ale třeba jednou dospějeme do takové fáze, kdy to možné bude a začneme potom opečovávat každý kout naší planety jak nejlépe to jen půjde. Z logiky věci nedává moc smysl ničit si dům, ve kterém bydlíte. To dělají snad jen blázni a nemocné kultury.