Γεωπλασία του Άρη

«Θερμαίνουμε σε χαμηλή φωτιά (τον πλανήτη) μέχρι να φτάσει η θερμοκρασία του στους 5°C. Μόλις φουσκώσει (η ατμόσφαιρα) ρίχνουμε μπόλικα μικρόβια και ανακατεύουμε για 50 χρόνια. Περιμένουμε να πρασινίσει (το έδαφος) και προσθέτουμε ανθρώπους». Κάπως έτσι θα μπορούσε να διατυπωθεί εν συντομία (και με χιούμορ) η συνταγή γεωπλασίας του Άρη, θυμίζοντας αχνά την καταπληκτική τριλογία Red Mars – Green Mars – Blue Mars του Kim Stanley Robinson (http://diamantia-kai-skouria.blogspot.gr/2009/07/mars.html)

Πώς μετατρέπουμε έναν παγωμένο, «νεκρό», αφιλόξενο για τον άνθρωπο πλανήτη σε «ζωντανό» και κατοικήσιμο; Η διαδικασία ονομάζεται γεωπλασία – ή οικοσύνθεση, όπως προτιμά να την ονομάζει η NASA. Περιλαμβάνει τη δημιουργία ή τροποποίηση της ατμόσφαιρας ενός ξένου πλανήτη, ώστε να έχει ικανοποιητική πίεση (για να μην φουσκώσουμε και σκάσουμε σαν μπαλόνια) και αρκετό οξυγόνο για τα πνευμόνια. Επίσης περιλαμβάνει την μεταβολή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του πλανήτη, ώστε να είναι ανεκτή για το ανθρώπινο σώμα, αλλά και για να λιώσει το παγωμένο νερό που είναι απαραίτητο για οποιαδήποτε μορφή ζωής.

Είναι εφικτή η γεωπλασία του Άρη; Η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια του πλανήτη είναι −60°C. Για να γίνει ο πλανήτης βιώσιμος, η θερμοκρασία του πρέπει να ανεβεί πάνω από το σημείο παγετού, περίπου στους 5°C. Πρέπει δηλαδή να ανεβεί κατά 65 βαθμούς Κελσίου! Επιπλέον η ατμόσφαιρά του, που σήμερα είναι αμελητέα (αφού η πίεσή της είναι μικρότερη από το 1% της γήινης), πρέπει να εμπλουτιστεί κατά τρισεκατομμύρια κυβικά μέτρα αέρα. Είναι ένα εγχείρημα που ίσως φαντάζει εξωφρενικό. Φυσικά δεν είναι κάτι που μπορεί να γίνει από τη μια μέρα στην άλλη.

Επειδή δεν έχουμε επιχειρήσει γεωπλασία κάποιου πλανήτη στο παρελθόν, υπάρχει διάσταση απόψεων για το πόσο γρήγορη μπορεί να είναι. Οι πιο αισιόδοξοι εκτιμούν πως όλη η διαδικασία (από την έναρξή της μέχρι να επιβιώσουν φυτά στην επιφάνεια του Άρη) δεν θα πάρει ούτε 100 χρόνια. Οι λιγότερο αισιόδοξοι εκτιμούν πως θα χρειαστούν 1.000 με 1.000.000 χρόνια.

Τί είναι αυτό που δίνει ελπίδες στους επίδοξους «δημιουργούς»; Είναι κυρίως τα αποτελέσματα των ερευνών των πρόσφατων διαστημικών αποστολών στον Άρη. Ο Άρης είναι κρύος και άγονος τόπος, αλλά υπάρχουν ενδείξεις στη μορφολογία της επιφάνειάς του πως δεν ήταν πάντα έτσι. Φαίνεται πως ο Κόκκινος Πλανήτης είχε κάποτε ζεστό και υγρό κλίμα, χάρη σε μια ατμόσφαιρα πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα (CO²). Το πρωτόγονο αυτό κλίμα άλλαξε, όταν το διοξείδιο άνθρακα βαθμιαία δεσμεύτηκε σε πετρώματα με τη μορφή ανθρακικών αλάτων. Ωστόσο θεωρούμε πως υπάρχει αρκετό  διοξείδιο του άνθρακα δεσμευμένο σε πετρώματα ή σε ξηρό πάγο στο νότιο πόλο, το οποίο αν απελευθερωθεί θα δημιουργήσει μια «αξιοπρεπή» ατμόσφαιρα.

Αυτό το δεσμευμένο διοξείδιο του άνθρακα μπορεί θεωρητικά να απελευθερωθεί με θέρμανση του πλανήτη και να δημιουργήσει μια «πρωτοατμόσφαιρα», η οποία ακολούθως θα λειτουργήσει αναδραστικά απελευθερώνοντας ακόμη περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα και επιταχύνοντας έτσι τη θέρμανση του πλανήτη. Άρα η θέρμανση είναι διττής σημασίας: αποσκοπεί στην άνοδο της θερμοκρασίας του πλανήτη, αλλά και στη δημιουργία ατμόσφαιρας. Πώς θα επιτευχθεί αυτό; Τρεις βασικοί τρόποι έχουν προταθεί: η τοποθέτηση κατόπτρων σε τροχιά γύρω από τον Άρη, η επιτόπια παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου, και η εισαγωγή φυσικών αερίων του θερμοκηπίου στον Άρη.

Αν και η κατασκευή και τοποθέτηση ενός κατόπτρου που θα μπορούσε να θερμάνει ολόκληρη την επιφάνεια του Άρη μέχρις ότου η θερμοκρασία του να φτάσει σε ικανοποιητικό επίπεδο, τα τεχνικά προβλήματα είναι τόσα, που τοποθετούν ένα τέτοιο έργο στο απώτερο μέλλον. Πιο πρακτική θα ήταν η κατασκευή ενός κατόπτρου που θα θερμαίνει μια επιλεγμένη περιοχή του Άρη, με στόχο την άνοδο της θερμοκρασίας της κατά μερικούς βαθμούς Κελσίου. Μια άνοδος της θερμοκρασίας του νότιου πόλου κατά 5°C, θα ήταν αρκετή για να εξατμιστεί το απόθεμα διοξειδίου του άνθρακα στην περιοχή, με τις συνέπειες που προαναφέραμε.

Οι υπολογισμοί δείχνουν πως για ένα τέτοιο εγχείρημα θα χρειαζόταν ένα κάτοπτρο ακτίνας 125 χιλιομέτρων, το οποίο θα μπορούσε να φτιαχτεί από mylar (ένα ελαφρύ και ανθεκτικό συνθετικό υλικό) με επίστρωση αλουμινίου. Αν και το mylar είναι ιδιαίτερα λεπτό (η διαφανής μεμβράνη περιτυλίγματος που χρησιμοποιούμε στην κουζίνα έχει τριπλάσιο πάχος από το mylar), ένα κάτοπτρο τέτοιας επιφάνειας (που ξεπερνά την συνολική έκταση Μακεδονίας και Θεσσαλίας) θα ζύγιζε 200.000 τόνους και θα ήταν αδύνατο να εκτοξευθεί από τη Γη. Η κατασκευή του ωστόσο στο διάστημα με πρώτες ύλες από αστεροειδείς ή από τα φεγγάρια του Άρη, είναι τεχνικά πραγματοποιήσιμη.

Ο πιο πρακτικός όμως τρόπος για την «θερμοκηπιοποίηση» του Άρη πιθανότατα είναι η παραγωγή χλωροφθορανθράκων και άλλων αερίων θερμοκηπίου από εργοστάσια στην επιφάνεια του πλανήτη. Τα αέρια θερμοκηπίου θα μπλόκαραν την ηλιακή ακτινοβολία μέσα στην ατμόσφαιρα του Άρη και θα ανέβαζαν τη θερμοκρασία του – με τον ίδιο τρόπο που ανεβάζουν τη μέση θερμοκρασία της Γης. Εναλλακτικά, τα αέρια θερμοκηπίου θα μπορούσαν να «εισαχθούν» στον Άρη με την καθοδηγούμενη πρόσκρουση στην επιφάνειά του ενός αστεροειδούς πλούσιου σε απαιτούμενα αέρια θερμοκηπίου.

Αφού δημιουργηθεί η πρωτοατμόσφαιρα και αρχίσει να ανεβαίνει η θερμοκρασία, φτάνουμε στο επόμενο στάδιο όταν η θερμοκρασία του Άρη φτάσει τους −20°C. Τότε αρχίζει η εξάχνωση του παγωμένου διοξειδίου του άνθρακα, που από τη μια θα αυξήσει την ατμοσφαιρική πίεση κι από την άλλη, ως αέριο θερμοκηπίου που είναι και το ίδιο το διοξείδιο του άνθρακα, θα συμβάλλει στην αύξηση της θερμοκρασίας.

Το τρίτο στάδιο αρχίζει όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 0°C. Τότε θα λιώσει το παγωμένο νερό στους πόλους και σε υπόγειους ταμιευτήρες νερού και θα ξεκινήσει έναν κύκλο νερού, που είναι απαραίτητος για την ύπαρξη ζωής. Σ’ αυτό το στάδιο θα εισαχθούν στον Άρη γενετικά τροποποιημένα μικρόβια που θα παράγουν οξυγόνο και θα «αποσυνθέτουν» πετρώματα ώστε μέσα σε διάστημα 25 περίπου ετών να αρχίσουν να αναπτύσσονται βρύα και λειχήνες, που με τη σειρά τους θα αποτελέσουν τη βάση μιας βιόσφαιρας.  Μετά από 25 ακόμη χρόνια θα εμφανιστούν και ανθοφόρα φυτά, που θα συμβάλλουν κι αυτά στην παραγωγή οξυγόνου, που είναι απολύτως απαραίτητο στα ζώα και τον άνθρωπο. Είναι προφανές πως θεμελιώδης προϋπόθεση για την πλήρη γεωπλασία είναι η ύπαρξη νερού σε επαρκή ποσότητα στον Άρη, κάτι που δεν είναι προς το παρόν βέβαιο.

Κι αυτό μας φέρνει στο τέλος του άρθρου: είναι κατανοητό και αποδεκτό πως μπορούμε να αλλάξουμε τον Άρη, όχι όμως και ότι πρέπει να τον αλλάξουμε. Υπάρχουν αυτοί που θεωρούν πως δεν έχουμε δικαίωμα να καταστρέψουμε κι άλλον πλανήτη – τόσο χάλια που τα πήγαμε στη Γη. Ή θεωρούν πως αντί να σχεδιάζουμε τη γεωπλασία του Άρη, θα ήταν καλύτερα να αφιερώναμε τις προσπάθειες και τους υλικούς πόρους στη σωτηρία της Γης.

Υπάρχουν όμως και οι άλλοι, που θεωρούν πως η γεωπλασία του Άρη θα αποτελέσει ένα είδος ασφάλειας για το ανθρώπινο είδος, ένας τρόπος για να εξασφαλιστεί η συνέχεια της ύπαρξης των ανθρώπων για την περίπτωση που κάτι πάει στραβά στη Γη. Άλλωστε, υποστηρίζουν, απλώς θα επαναφέρουμε τον Άρη στην αρχαία του μορφή …

Ιωάννης Α. Δαγκλής

Καθηγητής Διαστημικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών