Международная группа учёных смоделировала давление и состав атмосферы, при которых деревья могли бы расти на Марсе. Получилось проще, чем предполагалось. Первый марсианский лес может появиться не у экватора.
Компания SpaceX испытывает многоразовый носитель для колонизации и терраформирования Марса. Среди сотрудников компании — ученые, которые ранее предлагали технически простые и эффективные способы терраформирования четвертой планеты с помощью суперпарниковых газов. поднятьТемпературу Марса до современного уровня Земли. можноПосле достижения необходимых концентраций суперпарниковых газов в марсианской атмосфере насыщение ее кислородом займет много веков, при самых благоприятных обстоятельствах.
Деревья эффективнее всего фотосинтезируют в условиях недостатка влаги из-за более низкого потребления воды на единицу биомассы.
Марсовая атмосфера примерно в 170 раз разреженнее земной. На Земле давление, сравнимое с марсианским, наблюдается на высоте 35 километров, а деревьям для жизни требуется более высокое давление. Исследователи из США, Польши и Швейцарии попытались рассчитать условия, при которых на Марсе могли бы цвести деревья. представилиВ октябре 2024 года в Институте Луны и планет в Хьюстоне прошла конференция «Астробиология и будущее жизни».
Давление на поверхности Марса составляет 0,61 килопаскалей. Авторы доклада указывают, что по результатам лабораторных исследований земные деревья способны расти при давлении от 10 килопаскалей, то есть в 16 раз больше текущего марсианского, но в 10 раз меньше, чем на Земле. Кроме того, им необходима определённая температура. При этом порядка одного процента этого давления (0,1 килопаскаля) должно приходиться на кислород, поскольку ночью земные высшие растения без него не могут существовать.
Вегетационный сезон должен длиться не менее 110 сол (24 часа 40 минут) из 669 солов, составляющих марсианский год. Во время вегетации минимальные ночные температуры не должны быть ниже -6°C, средние — ниже +6°C, а максимальные — выше +40°C.
Такие условия возможны при поглощении излучения Солнца атмосферой Марса уже на 0,27 от единицы. Это реально при активном введении большого количества суперпарниковых газов. Моделирование указывает, что нужный температурный и атмосферный режим впервые будет достигнут в несколько неожиданном месте — на Равнине Эллады.
Впадина размером до 2300 километров и на семь километров глубже средней высоты поверхности Марса находится вне тропиков. Давление в ней даже сейчас 1,24 килопаскаля, что вдвое больше стандартного марсианского. Летом там образуется легкий туман, а зимой выпадает водяной иней, делая ее хорошо различимой на поверхности планеты. Там давление выше тройной точки воды, поэтому на её поверхности может существовать жидкая вода, в то время как на остальной поверхности она быстро испаряется из-за низкого давления. На дне равнины параметры давления для деревьев будут достигнуты вдвое быстрее, чем для остальной поверхности Марса.
Выводы авторов свидетельствуют о том, что экватор не подходит для первых экспериментальных негерметичных и неотапливаемых теплиц на Марсе. Однако исследования четвертой планеты радарами обнаружили залежи водного льда толщиной от 200 до 450 метров на Равнине Эллады. С началом терраформирования там будет появляться жидкая вода в больших объёмах, что может вызвать местный гидрологический цикл с осадками.
Ученые при расчетах делали общие предположения. Для упрощения задачи поверхность Марса разделили на участки размером 190 на 190 километров. Такой подход позволяет оценить ситуацию на больших равнинах, но искажает картину для пересеченной местности.
Долины Маринера достигают глубины 11 километров (дно каньона Мелас). Считают, что раньше здесь было сверхглубокое озеро. Длина каньона составляет 547 километров, но ширина значительно меньше, поэтому в пятно 190 на 190 километров его обсчет не попал. Каньон находится на возвышенности, поэтому глубина его все же меньше низких частей Равнины Эллады. Из-за того что Мелас расположен на 10-м градусе южной широты, средние температуры там должны быть значительно выше, чем на Равнине Эллады, которая находится в десятках градусов от экватора.
На четвертой планете подъем температуры должен вызывать увеличение атмосферного давления из-за естественных процессов. Значительная часть углекислого газа там находится в сухом льде на полюсах, а азот связан перхлоратами и/или нитратами, содержащимися в местной почве. Перхлораты и нитраты стабильны только при низких температурах; с повышением температуры они распадаются, высвобождая азот. Эксперименты, проведенные на марсоходе с нагреванием почвы, показывают выделение азота.
Подъём давления кислорода на Марсе до 0,1 килопаскаля – самостоятельная и сложная задача. В её решении могут участвовать другие земные фотосинтезирующие организмы, о чём ранее рассказывал Naked Science. писалПо данным лабораторных экспериментов, в отличие от деревьев, некоторые растения способны выжить в марсианских условиях и сегодня, однако только в небольшом числе подходящих мест.