Vida em Marte: como as recentes descobertas nos aproximam de mudar para o Planeta Vermelho e quanto tempo isso levará.
Em 16 de agosto de 2019, o excêntrico bilionário e inventor Elon Musk tuitou Nuke Mars! ("Vamos atingir Marte com bombas nucleares!"). Marte - e o que uma pessoa pode fazer com ele - preocupa a humanidade pelo menos desde The Martian Chronicles, de Ray Bradbury. Mas há uma enorme diferença entre as fantasias de meio século atrás e os nossos dias: as últimas descobertas científicas transferiram conversas sobre a vida em Marte dos círculos de fantasia para os escritórios de pesquisadores e até de empresários.
O quarto planeta do sistema solar tem metade do tamanho da Terra em raio, mas em área é igual a todos os continentes da Terra combinados (felizmente, não há oceanos), além disso, em 2008, a sonda de pesquisa da NASA encontrou água lá (em a forma de gelo). Não é surpreendente que haja uma tentação de povoar o planeta e, literalmente, em julho de 2019, motores de foguete para um voo lá pela primeira vez foram capazes de levantar no ar o Starhopper, um protótipo que em poucos anos se transformará em nave estelar - um foguete e uma espaçonave criados especificamente para voos a Marte. Graças à capacidade de reutilização total da nave estelar (mais de cem usos), o custo dos voos para Marte deve despencar.
Ao mesmo tempo, a temperatura média anual em Marte é de -63 graus Celsius, aproximadamente a mesma da estação Antártica de Vostok. É tão frio lá porque sua atmosfera é 150 vezes mais fina que a da Terra. Com uma camada de gás tão fina, o efeito estufa é muito fraco, por isso é frio. O problema pode ser resolvido trazendo as condições climáticas de Marte para mais perto do clima da Terra - esse processo é chamado de terraformação. No caso de Marte, para isso é necessário aquecer de alguma forma agudamente a superfície do planeta, que mesmo nos melhores anos está localizada a 56 milhões de quilômetros daqui.
Os cientistas estão lutando muito contra esse problema e, recentemente, no verão de 2019, foi apresentada uma maneira incomum de tornar o Planeta Vermelho habitável - para começar, pelo menos parcialmente. Descobriu-se que uma cúpula transparente feita de um material de gel exótico com apenas alguns centímetros de espessura aquece tanto a imitação terrestre do solo marciano com pouca iluminação local que é capaz de sustentar plantas sem aquecimento adicional. E esta é uma sensação real. Nós dizemos o que pode ser feito em geral para que depois de um certo número de anos as pessoas andem pelos campos marcianos e admirem duas luas ao mesmo tempo.
Cúpulas de aerogel: estufas de nível 80 descobertas por cientistas há um mês
Vamos direto para a descoberta mais recente. Em julho de 2019, uma equipe de cientistas conduziu experimentos de laboratório simples nos quais colocaram um análogo do solo marciano em uma câmara com atmosfera rarefeita e temperatura marciana. Em seguida, eles brilharam nas cúpulas com lâmpadas que fornecem 150 watts de energia por metro quadrado - exatamente a mesma quantidade que o sol fornece em média à superfície de Marte.
O resultado foi surpreendente: sem o menor aquecimento externo, a superfície do solo marciano, coberta de cima por uma cúpula de gel, aqueceu ligeiramente acima de zero grau. A cúpula, de apenas dois centímetros de espessura, transmite bem a luz visível, aquecendo o solo, mas transmite muito mal a radiação ultravioleta, infravermelha e calor. Existem matérias-primas mais do que suficientes para sua produção (areia comum) em Marte, assim como na Terra.
Aquecer o solo em 65 graus com uma cúpula transparente simples parece um milagre, porque do fundo do solo não há isolamento térmico especial e parte do calor ainda vai para as laterais. Ou seja, é como cobrir o solo congelado com um oleado habilmente arranjado - e então tudo acontece por si mesmo. Mas não há nenhum milagre particular aqui. Os aerogéis foram descobertos em 1931 e, na verdade, é um álcool gel comum, do qual todo o álcool é evaporado pelo aquecimento, deixando uma rede de canais cheios de ar. Suas propriedades de isolamento térmico com a mesma espessura são até 7,5 vezes maiores que as da espuma ou lã mineral, sendo praticamente transparente. Uma habitação convencional feita a partir dele e na Terra, sendo completamente transparente, não necessitaria de aquecimento, exceto durante a longa noite polar.
Curiosamente, na verdade, esse material já foi testado em Marte: os rovers americanos usam aerogel para que seus instrumentos internos não esfriem demais durante a noite marciana, quando a temperatura pode cair para -90 graus.
Os pesquisadores que propuseram essas cúpulas como forma de um dia se mudar para Marte observaram que as cúpulas de aerogel são fáceis de transportar por longas distâncias. Além disso, experimentos em laboratórios terrestres já mostraram que mesmo os tomates crescem completamente em um análogo do solo marciano, se a temperatura fosse normal. Também não há necessidade de gastar muita água com eles: não tem onde evaporar debaixo da cúpula, ou seja, mesmo uma pequena quantidade dela será constantemente consumida pelas plantas "em círculo". Aliás, para confirmar essas propostas, os autores planejam transferir os experimentos para a Antártica - os vales secos de McMurdo, extremamente próximos de Marte em termos de clima e falta de água.
Musk está certo: Marte pode de fato ser bombardeado - e possivelmente útil (mas não um fato)
A forma mais radical de resolver o problema, como costuma acontecer, foi proposta por Elon Musk: bombardear os pólos de Marte com bombas termonucleares. As explosões devem vaporizar dióxido de carbono, que constitui a maior parte do gelo nas calotas polares deste planeta. O CO2 criará um efeito estufa, ou seja, a partir dos bombardeios nucleares no quarto planeta ele se aquecerá seriamente e por muito tempo.
É verdade que em 2018 um estudo patrocinado pela NASA apresentou um ponto de vista completamente diferente: é inútil bombardear os pólos. E, em geral, todo o dióxido de carbono de Marte não é suficiente para criar uma atmosfera densa o suficiente para um aquecimento sério. De acordo com os cálculos do grupo científico "nasov", tendo derretido as calotas polares do dióxido de carbono, a pressão lá pode ser aumentada apenas 2,5 vezes. Vai ficar mais quente, mas ainda é a temperatura da Antártica - e a atmosfera é 60 vezes mais fina que a nossa. Os autores da obra mencionaram diretamente a pessoa cujo ponto de vista criticam: Elon Musk. Mas isso, ao que parece, não o incomodava nem um pouco.
Mesmo em Marte, você pode encontrar um desfiladeiro com milhares de quilômetros de comprimento - e se estabelecer nele.
Marte tem características de relevo muito incomuns que não são encontradas na Terra. Um deles é o sistema de desfiladeiros do Vale Mariner, com 4.000 quilômetros de extensão, o mais longo conhecido no sistema solar. Sua largura é de até 200 quilômetros e sua profundidade é de até 7 quilômetros. Isso significa que no fundo dos cânions, a pressão atmosférica é uma vez e meia maior e é visivelmente mais quente e úmido do que no resto do planeta. É sobre parte dos Vales Mariner que a espaçonave fotografa nevoeiros reais de vapor d'água (foto abaixo) e nas encostas de outras áreas - traços escuros de riachos na areia, e esses riachos são suspeitamente semelhantes à água.
Os vales Mariner não são largos em todos os lugares - em alguns lugares sua largura é de apenas alguns quilômetros. Há muito que se propõe cobrir esses locais com uma cúpula de vidro, acreditando-se que isso será suficiente para reter o calor e formar uma alta temperatura local. Uma cúpula de aerogel sobre essa área com água pode levar à formação de um clima local relativamente quente com sua própria precipitação e água. Esses locais podem ser construídos gradualmente, e quanto maior a área coberta com cúpulas adjacentes, maior será a temperatura média (menor perda de calor pelas paredes). Então, de fato, tal terraformação gradual e "rasteira" pode ocupar uma área muito grande do planeta.
O que há de errado com os cálculos da NASA e por que cientistas dissidentes já foram contratados na SpaceX?
Existe um caminho mais fácil para o aquecimento global de Marte às temperaturas da Terra. Conforme observado por outro grupo de cientistas, já experimentamos esse método na Terra, sem querer - emitindo 37 bilhões de toneladas de dióxido de carbono em sua atmosfera e aumentando gradativamente a temperatura do planeta. Esse caminho são os gases de efeito estufa.
Claro, não há carvão em Marte que possa criar um efeito estufa se queimado. E o CO2 não é o gás de efeito estufa mais eficiente. Existem candidatos muito melhores, dos quais o mais promissor é o SF6. Sua molécula consiste em um átomo de enxofre, em torno do qual se destacam seis átomos de flúor. Devido ao seu "volume", a molécula intercepta perfeitamente a radiação ultravioleta e infravermelha, enquanto transmite bem a luz visível. Em termos de intensidade do efeito estufa que causa, é 34.900 vezes maior que o dióxido de carbono. Ou seja, apenas um milhão de toneladas dessa substância daria o mesmo efeito estufa que as dezenas de bilhões de toneladas de CO2 emitidas pela humanidade hoje.
Além disso, o gás SF6 é muito tenaz - seu tempo de vida na atmosfera é de 800 a 3200 anos, dependendo das condições externas. Isso significa que você não precisa se preocupar com sua decomposição na atmosfera marciana: uma vez produzido, permanecerá lá por muito tempo. Além disso, o gás é inofensivo para os humanos e todos os organismos vivos. Na verdade, em Marte, é bastante útil, porque intercepta os raios ultravioleta não piores do que o ozônio, que ainda não existe.
Pelos cálculos, em cerca de 100 anos, a injeção de gases superestimadores desse tipo pode elevar as temperaturas do planeta em dezenas de graus.
É interessante que um pouco antes, com o apoio da NASA, foi realizado outro trabalho científico, que descreveu exatamente tal cenário - a terraformação de Marte devido a gases de efeito estufa antropogênicos de maior eficiência. Uma das autoras desse trabalho foi Marina Marinova, que trabalhou por muito tempo na NASA, e hoje ela conseguiu um emprego na SpaceX. Além disso, o próprio Elon Musk se referiu a ele como coautor, criticando a obra que fala da falta de CO2 em Marte, supostamente impedindo-o de se transformar em um planeta com temperaturas próximas à Terra.
Uma característica importante desse efeito estufa superpoderoso: após o aquecimento do solo marciano, o CO2 nele contido deve ser liberado na atmosfera, aumentando ainda mais o aquecimento do planeta.
Quando Marte realmente se parecerá com a Terra?
Embora o SF6 possa de fato transformar o planeta inteiro, deve ficar claro que isso não acontecerá amanhã. De acordo com os cálculos, para isso você precisa gastar bilhões de quilowatts-hora por ano - e gastá-los em Marte, produzindo o mesmo gás SF6 de um solo rico em flúor e solo cinza. Ou seja, aqueles que desejam terraformar terão que construir uma usina nuclear inteira de 500 megawatts no planeta, instalações de produção automatizadas que constantemente liberam gás SF6 na atmosfera. Este processo dará resultados tangíveis após cem anos de trabalho. Bem, ou um pouco mais rápido com investimentos muito grandes na criação de fábricas.
Todo esse tempo, as pessoas que realizam suas atividades e estudam Marte terão que morar em algum lugar. É óbvio que a melhor solução para a transformação local do planeta nos locais de seu assentamento serão as cúpulas de aerogel. Ou seja, se necessário, a terraformação ocorrerá de duas maneiras ao mesmo tempo: local - para os atuais colonos com a ajuda de cúpulas - e global - para o planeta como um todo.
Quem já pode viver em Marte - e por que isso é importante
As macieiras no Planeta Vermelho não florescerão no futuro próximo, mas a vegetação externa pode chegar lá antes do que pensamos.
Em 2012, a Agência Aeroespacial Alemã conduziu um experimento com o líquen ártico Xanthoria elegans. Ele foi mantido a uma pressão 150 vezes menor que a da Terra - sem oxigênio, em temperaturas marcianas. Apesar da natureza estranha do ambiente, o líquen não apenas sobreviveu, mas também não perdeu a capacidade de fotossintetizar com sucesso (durante períodos que imitam as horas do dia).
Isso significa que em várias regiões de Marte - os mesmos Vales dos Marinheiros - esses organismos da zona equatorial já podem viver hoje. E após o início da produção de gás SF6 em Marte, o território adequado para eles começará a se expandir rapidamente. Como outros líquenes, o elegante Xanthoria produz oxigênio durante a fotossíntese. Na verdade, foi a liberação de líquenes na terra da Terra cerca de 1,2 bilhão de anos atrás (0,7 bilhão de anos antes das plantas superiores) que permitiu que a atmosfera da Terra elevasse drasticamente o conteúdo de oxigênio ao nível das terras altas terrestres de hoje. Muito provavelmente, em Marte, os líquenes terão a mesma função - preparar a atmosfera para que seja mais fácil para criaturas mais complexas viverem nela.
Talvez pessoas.
