Marso teraformavimas: modeliuojami dirbtiniai aerozoliai planetai šildyti

Kai žmonės atvyks į Marsą, jiems bus sunku ten gyventi. Marsas yra šaltas, vidutinė paviršiaus temperatūra yra -55 °C; temperatūra gali nukristi iki -125 °C, o dulkių audros trunka mėnesius; jo atmosfera yra labai reta ir beveik visa sudarytas iš anglies dioksido; o visas vanduo yra užšalęs ir sumaišytas su CO2 ledu.Beje, Saulės spinduliuotė Marso paviršiuje pavojinga, nes planeta neturi ozono sluoksnio, kuris blokuotų ultravioletinę spinduliuotę, ypač Saulės žybsnių metu.

Diskusijos dėl Marso teraformavimo

Naujieji marsiečiai turės gyventi po žeme, kol galbūt kada nors Marsas bus teraformuotas, jei ne visai panašus į Žemę, tai bent jau planeta, svetingesnė trapiems žmonėms.

Yra argumentų už ir prieš Marso teraformavimą. Jei žmonės atliks teraformą, vienas iš pirmųjų pasiūlymų yra padidinti Marso šiltnamio efektą tirpdant CO2 ledo kepures.

 

Elonas Muskas pasiūlė naudoti nuolatinius, mažai radioaktyviųjų medžiagų išskiriančius branduolinius sprogimus dirbtinėms saulėms imituoti, tačiau 2018 m. straipsnyje ši idėja buvo kritikuojama, nes ji gali padidinti Marso šiltnamio efektą nuo natūralios 5 °C esant 6 milibarų slėgiui iki daugiausiai 20 mbar, padidinus paviršiaus temperatūrą 10 °C. To nepakanka, kad būtų pasiekta 30 °C ar daugiau, reikalinga, kad paviršiuje būtų stabilus skystas vanduo.
 

Dirbtiniai aerozoliai kaip alternatyva

Pastaraisiais metais buvo pasiūlyti nauji metodai, kurie galėtų šildyti Marsą kitais būdais, įskaitant aerozolių, sukuriančių IR (infraraudonuosius spindulius), kurie šildytų paviršių, išleidimą. Tačiau iki šiol šį scenarijų analizuojantys modeliai buvo supaprastinti – jie darė prielaidą, kad bet kokie išleisti aerozoliai turės statinį, nekintamą pasiskirstymą, užuot įtraukę šių aerozolių judėjimą ir dinaminį elgesį.

 

Žurnale „Geophysical Research Letters“ tyrėjų grupė iš JAV, JK ir Brazilijos dabar sumodeliavo aerozolių, išlesitų į Marso atmosferą, srautus ir nustatė stiprius radiacinius-dinaminius grįžtamuosius ryšius.

 

Du nagrinėti atvejai buvo grafeno diskelių, kurių skersmuo apie 250 nm, išleidimas ir aliuminio strypelių, kurių ilgis apie 8 mikronus ir skersmuo 60 nm, išleidimas. Abu jie sugeria ir išsklaido šiluminę infraraudonąją spinduliuotę, kylančią iš planetos paviršiaus.

 

 

Kaip elgiasi aerozolių modelis

Nors nė vienas iš variantų nebuvo optimizuotas atšilimui (todėl jų rezultatai neatspindi viršutinės šildymo ribos), nagrinėjami dirbtinai sukurti aerozoliai dėl savo konstrukcijos turi daug stipresnę sąveiką su termine IR spinduliuote nei su saulės šviesa. Jų grupės modelis, kuriam vadovavo Markas I. Richardsonas iš „Aeolis Research“ Čandleryje, Arizonoje, Jungtinėse Valstijose, nustatė, kad vienas, nepertraukiamas aerozolių šaltinis (jie modeliavo nuo 0 iki 60 litrų per sekundę) stabiliai prisotintų pasaulinį kiekį per mažiau nei 4 Marso metus (7,5 Žemės metų).

Jie taip pat įtraukė laiko atžvilgiu kintantį natūralių dulkių foną, kuris taip pat sąveikauja radiaciškai.

 

Naudodama savo trimatį modelį, komanda, be kitų rezultatų, pateikė Marso bendros vidutinės paviršiaus temperatūros kitimą laikui bėgant, kai aktyvių aliuminio dalelių išleidžima 3 litrai per sekundę per 5 Marso metus, o vėliau išleidimą padidinus iki 60 l/s.

 

Maždaug po 8 Marso metų paviršiaus temperatūra smarkiai pakilo: nuo 3–4 °C iki maždaug 25 °C, palyginti su netrikdoma Marso temperatūra, o maždaug po 15 metų temperatūra stabilizavosi ties maždaug 35 °C atšilimu. To turėtų pakakti, kad Marso paviršiuje susidarytų skystas vanduo.

 

Neaiškūs grįžtmieji ryšiai ir klausimai apie ateitį

Modelis parodė, kad atšilimas Marse tik nežymiai priklauso nuo metų laiko, svyruodamas maždaug ± 5 °C. Jei aerozolio išsiskyrimas būtų nutrauktas prieš pat staigų temperatūros padidėjimą, atmosfera grįžtų į prieš išsiskyrimą buvusią temperatūrą vos per maždaug 4 Marso metus.

 

Autoriai pažymi, kad „šiame tyrime nagrinėjami tik kai kurie IR aktyviųjų dalelių išsiskyrimo galimo Marso klimato pokyčio aspektai: atmosferos procesai iš esmės yra sudėtingi, ir lieka daug atvirų klausimų. Šie klausimai apima vandens ciklo grįžtamąjį ryšį ir aglomeracijos mažinimo metodus.

 

Žemesni atmosferos sluoksniai virš vandens užšalimo taško gautų vandens garų, kurie taip pat yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, sukeldamos dar didesnį atšilimą. Tačiau taip pat įmanoma, kad aerozoliai gali veikti kaip ledo branduoliai arba debesų kondensacijos branduoliai, kurie galėtų ištraukti dalį aerozolio dalelių iš atmosferos – šį aspektą reikėtų išsamiau ištirti.

 

Tačiau stipresnių paviršinių vėjų galimybė gali pakelti daugiau dulkių – tai teigiamas grįžtamasis ryšys. Kaip ir Žemės globalinio klimato modeliuose, atmosferos aerozoliai yra sudėtingi, nes yra sąveikų ir grįžtamųjų ryšių kiekviena kryptimi.

 

Mark I. Richardson et al, Atmospheric Dynamics of IR‐Active Particles Released From Mars’ Surface, Geophysical Research Letters (2026). DOI: 10.1029/2025gl121051