Rămânem tot pe Planeta Roșie și azi pentru a discuta despre necesitatea și oportunitatea unei rezervații naturale acolo. Nu de alta, dar tot suntem 8 miliarde aici, pe Terra.
Problema identificată de Paul L. Smith – inginer civil în cadrul Facultății de Inginerie de la Universitatea din Bristol, Marea Britanie – nu este legată neapărat de suprapopularea Pământului, ci de speciile care au dispărut și vor mai dispărea de pe planetă. Ideea lui era să facem zone de rezervații naturale pe Marte, pentru a putea salva natura cât de cât…
Durata zilei marțiene este similară cu cea a zilei terestre, așa că acest aspect ajută la aclimatizare. Marte este mult mai rece, dar există deja soluții tehnice pentru a menține o zonă sferică închisă, astfel încât temperatura poate fi gestionată fără prea multă complexitate. Suprafața marțiană este uscată, dar în subteran există multă apă înghețată, astfel încât problema aprovizionării cu apă nu este insurmontabilă. Un astfel de mediu închis poate fi proiectat pentru a avea orice atmosferă este de dorit, chiar dacă la exterior aceasta este total diferită de cea de pe pământ. Viața vegetală însăși poate regla mediul într-o anumită măsură. Temperatura și presiunea sunt doi dintre factorii mai ușor de reglat.
Mediul de radiații marțian este locul unde lucrurile pot începe să se complice. Fără un strat de ozon ca și cel de aici, suprafața marțiană este expusă la niveluri periculoase de radiații UV ionizante. „Fluxul dur de UV de la suprafața lui Marte este sterilizant din cauza atmosferei subțiri și a lipsei de ozon semnificativ”, scrie Smith. Unele radiații UV sunt de dorit și fac parte din metabolismul unor creaturi. Oamenii au nevoie de unele UV pentru a stimula producția de vitamina D. Dar formele de viață de pe Pământ nu sunt adaptate la UV sporite și ar avea nevoie de o protecție adecvată.
Câmpurile magnetice reprezintă o întrebare mai deschisă. Știm că câmpul magnetic protejează Pământul de razele cosmice și că împiedică vântul solar să distrugă stratul de ozon. Dar nu avem o înțelegere completă a modului în care câmpurile magnetice ale Pământului joacă un rol în viață. Unele creaturi folosesc magnetorecepția pentru a migra și a se deplasa. Unii numesc magnetorecepția „cel mai mare mister din biologia animală”, iar acest puzzle trebuie înțeles mai bine. Am putea crea un câmp magnetic artificial într-o astfel de rezervație artificială extraterestră?
Viața de pe Pământ se schimbă odată cu schimbarea anotimpurilor, de asemenea. Componența biomului se schimbă, iar acest lucru ar trebui să fie gestionat. Variabilitatea sezonieră de pe Marte este mult diferită de cea de pe Pământ, astfel încât anotimpurile ar trebui să fie proiectate. „Temporalitatea determină etapele critice de dezvoltare, fiziologiile individuale și relațiile interspecifice, în timp ce calendarul evenimentelor abiotice influențează fluxurile globale de nutrienți”, explică Smith.
„Fotoperioada și răcirea de iarnă sunt implicate în fenologia plantelor temperate”. Fenologia include lucruri precum formarea mugurilor, ruperea mugurilor și înflorirea la plante. De asemenea, include și comportamente mai complexe ale animalelor, cum ar fi migrația, reproducerea și depunerea ouălor. Aceste comportamente sunt intim sincronizate în natură, între indivizi și între diferite specii. Replicarea acestui lucru va fi o provocare uriașă.
Evident, oamenii nu se înmulțesc în funcție de anotimp, dar nu suntem izolați de anotimpuri, mai ales în regiunile temperate. „Anotimpurile imprimă, de asemenea, caracteristici esențiale pentru refacerea psihologică, de exemplu, culoarea toamnei, liniștea iernii, florile primăverii și frunzișul verii”, scrie Smith și nu se înșeală.
O altă diferență între Marte și pământ care ar putea fi trecută cu vederea sunt ciclurile lunare. Luna de pe pământ este masivă și are o influență puternică. Micuțele Phobos și Deimos, perechea de luni în formă de cartof de pe Marte, nu au aproape niciun efect asupra lui Marte. Chiar dacă Marte ar fi plină de viață și ar avea oceane, aceste două mici roci nu ar putea genera maree. De fapt, este posibil să existe regiuni de pe suprafața lui Marte în care lunile nici măcar nu sunt vizibile.
Smith descrie Luna de pe pământ ca fiind un zeitgeber, „un fenomen natural care se produce ritmic și care acționează ca un indiciu în reglarea ritmurilor circadiene ale organismului”, conform definiției din dicționar. Lungimea zilei marțiene este similară cu cea a Pământului, astfel încât ritmurile diurne ar putea să nu reprezinte o problemă dificilă.
Marte primește doar 43% din lumina solară pe care o primește Pământul. Cercetările arată că este suficient pentru fotosinteză, dar rata de creștere a plantelor pe Marte nu va fi egală cu cea de pe Pământ fără o creștere artificială. Acesta este un alt obstacol care poate fi depășit prin inginerie și tehnologie, dar care face ca un astfel de habitat să fie mai complex.
Smith vorbește despre amplasarea unor rezervații naturale în tuburi de lavă subterane, care ar oferi protecție UV și alte beneficii. În aceste cazuri, ar fi necesară o creștere a luminii artificiale.
Marte are o crustă bazaltică care conține mulți nutrienți necesari pentru plantele terestre. „Solurile derivate din bazalt cu cenușă vulcanică sunt soluri agricole bune”, scrie Smith, făcând trimitere la alte cercetări. „Bazaltul zdrobit poate crește pH-ul solului, în timp ce dizolvarea sa eliberează nutrienți benefici, inclusiv fosforul”. Fosforul este unul dintre cei trei nutrienți primari de care plantele au nevoie pentru a crește: azot, fosfor și potasiu.
Probabil că există suficient azot în solul marțian pentru ca plantele să crească, dar plantele au nevoie și de alți 16 micronutrienți. „Toate acestea sunt raportate de pe Marte sau din meteoriți marțieni”, scrie Smith. Dar în fertilitatea solului sunt implicate și alte substanțe chimice care nu sunt consumate direct de plante. Este un puzzle complicat.
Solul terestru nu numai că conține toți nutrienții de care au nevoie plantele. Este, de asemenea, plin de microbi și de creaturi precum râmele de pământ. Aceste creaturi fac parte din sistemul viu al solului terestru. Va trebui oare ca întregul sistem să fie recreat? Dacă da, acesta este un nivel extraordinar de sofisticare. Cercetările arată că o parte din aceste lucruri pot fi reproduse în regolitul marțian, dar aceste cercetări au fost efectuate pe sol marțian replicat. Cât de încrezători putem fi că putem construi un întreg sistem de sol pe Marte?
Regolitul marțian conține, de asemenea, niveluri mai mari de toxine decât solul terestru. Există niveluri mai ridicate de perclorați pe Marte, ceea ce face ca regolitul să fie toxic pentru formele de viață. Există, de asemenea, mult mai mulți oxizi de fier în regolitul marțian, iar atunci când se combină cu nivelurile crescute de perclorați și peroxid de hidrogen, este un amestec extrem de toxic. Se poate remedia această situație? Posibil. De fapt, construirea solului de la zero este un element esențial pentru un habitat și ar fi una dintre cele mai complexe sarcini.
Apoi, există furtuni de praf marțian. O parte din regolitul marțian este atât de fin încât este trimis în aer în furtuni care sunt uneori mai mari decât SUA continentale. Acesta se adună pe suprafețe și reprezintă o problemă pentru panourile solare de pe navele de aterizare marțiene. De asemenea, reduce cantitatea de energie solară care ajunge la suprafață, ceea ce pune și mai multă presiune asupra fotosintezei.
Trebuie să se țină cont și de gravitația mai mică a planetei Marte. Gravitația marțiană este de numai 38% din cea a Pământului, iar gravitația este unul dintre factorii care modulează creșterea plantelor. Ar putea un copac veșnic verde să crească în gravitația redusă de pe Marte?
„Experimentele indică faptul că 0,3 g (< Marte) este suficient pentru a declanșa răspunsuri gravitropice, dar că competența meristematică poate fi pierdută în condiții de gravitație de tip lunar (0,17 g)”, scrie Smith. Răspunsurile gravitropice sunt răspunsul vieții plantelor la gravitație și funcționează în două moduri. Charles Darwin a arătat că rădăcinile plantelor prezintă un gravitropism pozitiv, ceea ce înseamnă că ele cresc spre centrul de greutate, în timp ce tulpinile cresc în afara gravitației. Cercetările arată că plantele pot crește și pot face fotosinteză în microgravitație, iar astronauții au cultivat diferite tipuri de plante pe ISS, unde gravitația este de 89% din cea a Pământului. Dar aceste experimente au fost făcute pe culturi selective. Nu au fost cultivați copaci pe ISS.
„Pornind de la astfel de dovezi, este de conceput că unele plante vor tolera gravitația lui Marte”, scrie Smith. „Cu toate acestea, funcția pădurii este, de asemenea, influențată”.
Gravitația afectează mai mult decât creșterea plantelor. Ea guvernează o multitudine de alte lucruri care trebuie luate în considerare. „Căderea frunzelor și a propagulelor, saltul, zborul, prăbușirea lemnului mort, impactul picăturilor de ploaie și drenajul apei contribuie la dinamism”, explică Smith. Dar o gravitație mai mică ar putea oferi și unele beneficii. Lumina mai slabă de pe Marte ar putea contribui la o creștere „în picioare” a plantelor, la tulpini mai slabe și la o creștere mai puțin viguroasă în general. Gravitația mai mică ar putea echilibra unele dintre aceste efecte negative.
Smith subliniază faptul că încercarea de a recrea un biom forestier specific de pe Pământ este contraproductivă. Acestea sunt mult prea complexe pentru a fi reproduse. „Pădurile de pe Pământ își datorează ansamblurile lor unor presiuni de mediu și evolutive care vor fi diferite de cele din viitoarele rezervații marțiene. Nu a fost cartografiată complet nicio rețea trofică forestieră, iar coronamentele în sine cuprind potențial peste 100 000 de legături trofice, ceea ce reprezintă o provocare pentru duplicare.” În schimb, un ecosistem terestru ar fi o nouă rețea de viață care ar avea nevoie de timp pentru a se stabili în mediul marțian. Scopul ar fi de a introduce specii și de a vedea care dintre ele se adaptează, lăsând timp pentru ca un nou ecosistem hibrid să se dezvolte.
Smith subliniază un alt aspect care uneori se pierde în aceste tipuri de discuții. Homo sapiens nu a evoluat în mod evident într-un vid. Am evoluat alături de alte forme de viață și nu putem supraviețui fără ele. La un nivel foarte elementar, intestinele noastre sunt colonizate de bacterii – o parte importantă a microbiomului uman – și fără ele, suntem terminați. La acest nivel biologic de bază, avem nevoie de alte forme de viață pentru a supraviețui, iar acestea, la rândul lor, depind de alte forme de viață. Rețeaua vieții este extraordinar de complexă.
Este o întrebare copleșitoare: Avem cunoștințele necesare pentru a reconstrui un ecosistem terestru pe Marte? Dar această întrebare duce la o altă întrebare îngrijorătoare: Ne forțăm să răspundem la prima întrebare înainte de a fi pregătiți?
În cazul în care vi se pare cunoscut subiectul, poate asta se datorează filmului Marțianul, unde Matt Damon are nevoie de cunoștințe similare pentru a supraviețui pe Marte, unde a rămas sinistrat. În producția hollywod-iană el chiar plantează cu succes cartofi…
Sursa: cambridge.org