Давайте отбросим фантастические сценарии и рассмотрим, как на самом деле могла бы выглядеть четвёртая планета после реалистичного, пусть и очень успешного, процесса терраформирования. Насколько пригодной для жизни она станет, если использовать только те ресурсы, что уже есть на Марсе, без доставки гигантских масс вещества с Земли?
Представим, что мы каким-то образом смогли радикально преобразовать планету, манипулируя её собственными запасами. Какой мир мы получим в итоге? Давайте разберём ключевые компоненты, необходимые для жизни под открытым небом.
Изображение: гипотетический вид Марса с обширными водными пространствами.
Фундамент для жизни: что нужно человеку?
Для создания полноценной экосистемы, а не просто герметичных баз, Марсу потребуется плотная, пригодная для дыхания атмосфера. Ключевыми её компонентами станут кислород и, что не менее важно, азот. Также жизненно необходима жидкая вода в виде крупных водоёмов, которые обеспечат круговорот влаги и стабилизируют климат.
Азот: главное ограничение марсианской биосферы
Именно азот является самым дефицитным ресурсом. В современной разреженной атмосфере Марса его доля составляет менее 3%. Хватит ли этого для поддержания жизни? Проведём расчёты. Если биомасса на терраформированном Марсе будет пропорциональна его площади (примерно вчетверо меньше земной), то для её создания потребуется около 5% от всего доступного марсианского азота.
Это означает, что азота в принципе достаточно, но его парциальное давление будет низким. Процесс биологической фиксации азота, который осуществляют специальные бактерии, в таких условиях станет крайне энергозатратным и медленным. Тем не менее, фундаментального запрета на существование белковой жизни нет — это обнадёживающий вывод.
Вода: мир пяти изолированных морей
Согласно оценкам, на Марсе содержится достаточно воды, чтобы покрыть всю планету слоем глубиной от 350 до 500 метров. Этого мало по сравнению с земными океанами, но для формирования гидросферы достаточно.
Гипсометрическая карта Марса, показывающая основные низменности.
Анализ рельефа показывает, что единого глобального океана, скорее всего, не возникнет. Вместо этого сформируется несколько изолированных морей, заполняющих крупнейшие низменности:
- Океан Бореалис на севере (самый крупный водоём).
- Моря в ударных бассейнах Эллада и Аргир.
- Водоём в системе Долин Маринер.
- Море в бассейне Исида.
Уровень воды в этих «озёрах» будет разным, так как они не соединены. Баланс между испарением и замерзанием, особенно в полярном Бореалисе и глубокой Элладе, станет критическим фактором для поддержания их стабильности.
Кислород: решение через расщепление воды
Кислород — самый распространённый элемент на планетах земной группы, но на Марсе он находится в связанном виде, в составе оксидов и минералов. Добывать его из горных пород сложно и неэффективно. Гораздо более элегантное решение — электролиз воды.
При расщеплении молекул H₂O мы получаем кислород для атмосферы и водород. Лёгкий водород будет постепенно улетучиваться в космос из-за слабой марсианской гравитации, не создавая угрозы. Для создания кислородной атмосферы с давлением в 1/3 от земного потребуется разложить слой воды толщиной всего около 9-10 метров. Это вполне осуществимо, учитывая общие запасы воды.
Итоговый портрет: суровый, но обитаемый мир
Каким же предстанет перед нами преображённый Марс?
- Атмосфера: Давление составит около 0.3 земного. Она будет почти чисто кислородной с ничтожной примесью азота. Высокое парциальное давление кислорода резко повысит пожароопасность.
- Гидросфера: Пять основных морей, разбросанных по планете. Климат в прибрежных районах может быть относительно влажным.
- Климат и экосистема: Ожидаются огромные суточные перепады температур. Низкое содержание азота и его медленная фиксация будут серьёзно ограничивать рост растений. Создание устойчивой биосферы потребует выведения специальных, крайне выносливых форм жизни.
Этот мир далёк от идеала и будет крайне суров к своим обитателям. Однако с точки зрения фундаментальной науки и доступных ресурсов такой сценарий является реалистичным. Он не нарушает известные физические законы, в отличие от фантастических проектов с телепортацией океанов.
Технические нюансы и сноски
* Основной проблемой для гидросферы станут полярное море Бореалис и глубокий бассейн Эллады. Из-за низких температур и слабого испарения вода там может чрезмерно накапливаться или вымораживаться, нарушая баланс.
** Утечка водорода в космос будет происходить быстро, так как его средняя скорость молекул сопоставима со второй космической скоростью для Марса. Это гарантирует, что атмосфера не будет насыщаться этим взрывоопасным газом.
P.S. С практической точки зрения терраформирование Марса выглядит титаническим и нерациональным проектом. Однако история человечества показывает, что масштабные идеи часто движимы не только прагматикой, но и мечтой. Если такое решение будет принято, технические проблемы, скорее всего, будут решены примерно так, как описано выше. Результатом станет именно такой, суровый и своеобразный, но потенциально обитаемый мир.
Список статей о терраформировании
Почему отсутствие магнитного поля никак не помешает терраформированию Венеры и Марса
Навигатор по каналу "Море Ясности"
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Долой фантастику: как реально будет выглядеть терраформированный Марс.