Vita su Marte: “terraformare” il Pianeta Rosso.

Traduzione di Lucilla Croce Ferri (Fonte: http://www.scienceinschool.org/print/695)

La superficie di Marte – priva di acqua liquida e di vita. Immagine cortesemente messa a disposizione dall NASA Ames Research Center (NASA-ARC)

Scienza o fantascienza? Margarita Marinova del Caltech, USA studia la possibilità di installare la vita su Marte.

I primi astronomi guardavano Marte ammirati e pensavano di vedere un pianeta attraversato da canali di irrigazione e coperto di vegetazione. Un centinaio di anni più tardi, nel 1964, la sonda spaziale Mariner 4 raggiunse Marte. La delusione degli scienziati deve essere stata amara, vedendo un mondo arido senza segni di vegetazione, acqua o vita. A questi scienziati l’idea di un pianeta Marte umido, coperto di piante, sembrò improvvisamente fantascienza.

Nei quarant’anni passati dal Mariner 4, abbiamo imparato molto su Marte grazie alle molte sonde mandate sul Pianeta Rosso. Sappiamo che la temperatura superficiale di Marte varia tra i -143 °C ai poli e i +27 °C all’equatore. Marte ha un’atmosfera molto sottile (circa 1% della pressione terrestre), non c’è acqua liquida e la radiazione UV combinata con la regolite altamente ossidante rende la superficie di Marte un luogo senza vita. Tuttavia, dalle immagini che mostrano una fitta rete di canali e fiumi e dalle osservazioni dei Mars Exploration Rovers che mostrano strati di sedimenti e alterazioni degli strati dovuti all’acqua, abbiamo imparato che nel primo mezzo miliardo di anni della sua storia, Marte era un posto caldo e umido con una atmosfera spessa. Quindi Marte potrebbe essere reso di nuovo abitabile?

Questa è la premessa del “terraformare” – cambiare un pianeta per renderlo abitabile da forme di vita simili a quelle terrestri. L’idea del terraformare fu suggerita per la prima volta negli anni 30 – solamente nel settore fantascientifico. Tuttavia, negli anni 60, gli scienziati iniziarono a pensare a questa idea in modo più serio. È veramente realizzabile? Può essere realizzata con le tecnologie attuali?

Per rispondere alla domanda se sia possibile terraformare Marte, dobbiamo prima di tutto vedere cosa è necessario alla vita e se Marte ha queste basi. Marte attualmente non dispone di acqua liquida sulla sua superficie a causa delle sue basse temperature e dell’atmosfera sottile (la pressione atmosferica è sotto il punto triplo dell’acqua, la pressione sotto la quale un materiale può esistere solo come solido o vapore, indipendentemente dalla temperatura). Oltre all’acqua liquida, la vita più basilare sulla Terra ha bisogno solo di un’atmosfera con cui scambiare i gas. Organismi più complessi hanno esigenze più stringenti e numerose – le piante hanno bisogno di un piccolo ammontare di ossigeno, gli animale hanno bisogno di una pressione atmosferica più alta – ma i microorganismi hanno esigenze minime.

Marte ha biossido di carbonio congelato (CO2 ice) nelle calotte polari e assorbito nel terreno, che verrebbe rilasciato se il pianeta venisse riscaldato. Questo ispessirebbe l’atmosfera e così riscalderebbe ulteriormente il pianeta. Il riscaldamento causerebbe anche lo scioglimento dell’acqua gelata rivelata alle calotte polari. Così Marte sembra avere i due ingredienti-chiave necessari a sostenere la vita. Non solo questo, ma, una volta che Marte sia stato riscaldato in qualche modo, ci sarebbe un ritorno positivo nel rilascio di biossido di carbonio dalle calotte polari e dalla regolite, l’ispessimento dell’atmosfera, un ulteriore riscaldamento del pianeta, il rilascio di acqua e, di conseguenza, le condizioni che permettono all’acqua liquida di persistere sulla superficie.

Il Polo Nord di Marte: fatto di biossido di carbonio congelato e acqua Immagine cortesemente messa a disposizione dall NASA Jet Propulsion Laboratory

Come potremmo riscaldare Marte o forzare il biossido di carbonio congelato ad essere rilasciato nell’atmosfera? Sono state proposte molte idee, come mettere degli specchi in orbita attorno a Marte per riflettere della luce extra sulla superficie marziana, riscaldandola; cospargere della polvere scura sui poli per diminuire la loro albedo (cioè la luminosità riflessa) così che maggior energia solare possa essere assorbita; e rilasciare dei gas a super effetto serra nell’atmosfera per riscaldare il pianeta. Ci sono gruppi che stanno lavorando per rendere tecnicamente realizzabile le prime due idee. Ma noi abbiamo già implementato l’idea del gas a effetto serra sulla Terra, rendendo questa idea, almeno per ora, il più promettente metodo per terraformare.

I gas a super effetto serra sono molecole molte efficienti nell’assorbire l’energia rilasciata dalla superficie del pianeta, per poi rilasciare questa energia sia verso l’alto – energia che va persa per sempre – ma anche verso il basso, verso la superficie del pianeta, riscaldandolo ulteriormente. Funzionano nello stesso modo di una coperta. Ma noi non vogliamo una coperta qualsiasi! Per esempio, il biossido di carbonio sarebbe come un lenzuolo sottile, mentre un gas a super effetto serra, come il perfluoropropano (C₃F₈), sarebbe come una spessa coperta di lana. Così noi vorremmo usare gas a super effetto serra – con alti potenziali di riscaldamento e anche lunga vita atmosferica (da 1000 a 10000 anni) per ridurre la necessaria frequenza di rifornimento. Un aspetto-chiave finale per scegliere i gas da super effetto serra è che questi non devono distruggere l’attuale e futuro strato naturale di ozono di Marte (non come i composti da cloro, fluoroe carbonio, detti CFC).

Marte, il Pianeta Rosso Immagine cortesemente messa a disposizione dall NASA Glenn Research Center (NASA-GRC)

Dettagliati modelli atmosferici mostrano che uno dei migliori gas a super effetto serra da usare è il perfluoropropano, e la quantità totale necessaria è cira 26000 volte la quantità di gas simili (CFCs, perfluoro carbonio, idrofluoro carburo) rilasciati ogni anno dall’industria sulla Terra. Questo significa che non possiamo produrre i gas sulla Terra e trasportarli su Marte. Invece i gas dovranno essere fatti su Marte. Di conseguenza terraformare Marte comincerebbe probabilmente quando inizieremo a colonizzare Marte e ci sarà sia l’ncentivo che il potere industriale per creare le fabbriche necessarie per produrre i gas a super effetto serra.

I gas ad effetto serra stanno attualmente drasticamente – e in modo indesiderato – cambiando la Terra, così può sembrare irresponsabile o semplicemente sbagliato usarli su Marte. Tuttavia, cambiare il clima della Terra è indesiderabile perchè c’è già un sistema ecologico altamente evoluto che è strettamente legato al clima. Ma su Marte tale ecosistema non c’è: le ricerche chimiche e fotografiche hanno mostrato che la vita non è proliferata e non controlla il suo ambiente. Ci possono essere organismi in vita latente o organismi che vivono nel sottosuolo. Da buoni esploratori e scienziati e in accordo con il trattato di protezione planetaria, dovremmo accuratamente esplorare Marte alla ricerca di vita già esistente prima di contaminare le nostre analisi scientifiche con organismi terrestri o causare una competizione tra la vita terrestre e quella marziana. Per puro caso, ci si aspetta che i primi stadi del terraformare riportino Marte al suo stadio primordiale – quando la vita sarebbe iniziata – dando così una possibilità ad ogni organismo sopravvissuto, combattivo o in vita latente, di uscire dall’ibernazione e ricreare la biosfera.

Una discussione sul terraformare sarebbe incompleta senza la domanda “Lo dobbiamo fare?”. Solo perchè il terraformare è tecnicamente possibile e non distruggerebbe direttamente un ecosistema, non significa che vada fatto necessariamente. Marte è bello e interessante com’è e forse dovremmo lasciarlo in questo modo per permetterne lo studio alle generazioni future e per preservarne l’attuale bellezza. Io direi che la vita è la cosa più preziosa e bella che conosciamo e diffonderla per tutto il nostro Sistema Solare e oltre è la cosa più importante che protremmo fare! È la presenza della vita che rende la Terra unica ed è questa presenza di vita che permette la nostra esistenza.

Una concezione artisitica del terraformare Marte Immagine cortesemente messa a disposizione dall Michael Carroll / stock-space-images.com

Il terraformare Marte ci permetterebbe di colonizzare ed esplorare il pianeta più facilmente, permettendoci di indossare solo maschere per l’ossigeno ma non tute spaziali per una pressione atmosferica più alta.

Un centinaio di anni fa gli astronomi persavano di vedere acqua e vegetazione su Marte. A quel tempo sbagliavano, ma forse stavanon solo vedendo il futuro.

Recensione

Una caratteristica-chiave dello scrivere libri di fantascienza è che indipendentemente da quanto un’idea è fantasiosa, deve essere teoreticamente realizzabile, nello stesso modo in cui in un giorno futuro lo sviluppo della tecnologia trasforma la finzione futuristica in eventi di tutti i giorni. Margarita Marinova del Caltech descrive la realizzabilità della prospettiva scientifica -fantascientifica di terraformare Marte – rendendo le condizioni sul Pianeta Rosso più simili al nostro pianeta blu, nella speranza di sostenere la vita (umana).

Molti studenti hanno un interesse intrinseco nell’astronomia come nelle questioni ambientali e l’articolo tocca entrambi i settori in modo piacevole, incorporando aspetti dei tre filoni tradizioni della scienza insieme alla geologia. C’è anche la possibilità di trattare l’etica del terraformare in lezioni di educazione personale, sociale e sanitaria (PSHE). Alternativamente, degli artisti potrebbero creare illustrazioni di come potrebbe apparire l’ex-Pianeta Rosso una volta reso verdeggiante, e forse confrontarle con le illustrazioni prodotte nella metà del secolo scorso.

L’articolo può essere usato come esercizio di comprensione o come stimolo per una discussione in classe, dove si può escogitare una varietà di domande trasversali rispetto alle suddivisioni tradizionali della scienza. Le domande di comprensione potrebbero includere:

• Trova dov’è citato nell’articolo un “ritorno positivo”. Spiega cosa significa nel contesto dell’articolo. Trova un altro esempio di “ritorno positivo” (non nell’articolo). L’esito di un ritorno positivo è sempre buono?
• Quali sono i tre metodi per riscaldare il Pianeta Rosso citati nell’articolo? Quali sono i possibili vantaggi e svantaggi?
• Come cambierebbero le scale temporali umane se vivessimo su Marte? Come sarebbero paragonabili il giorno e la notte? Avremmo ancora le stagioni? Quanto sarebbe lungo un anno? Com’è la forza di gravità di Marte paragonata a quella della Terra e che effetto avrebbe sullo sport marziano, per esempio?

Potreste anche entrare nel settore degli aspetti morali legati a questa trasformazione planetaria. La grande questione “Lo dobbiamo fare?” dovrebbe generare molta discussione e si potrebbe chiedere agli studenti di considerare se la loro risposta alla domanda potrebbe dipendere dalle circostanze. Per esempio, sarebbe moralmente inaccettabile terraformare Marte se la vita sul nostro pianeta fosse in un declino terminale e non ci fosse nessun luogo dove andare per la specie umana? Come citato sopra, questo potrebbe essere parte di un dibattito etico in lezioni di PSHE e un esempio su larga scala del dibattito standard sul “diritto alla vita” che tende ad essere usato quando i domini scientifici ed etici si incontrano.

Questo articolo è sia una buona introduzione all’argomento, sia un utile punto di partenza per ricerche future che stimolino gli interessi degli studenti. Potrebbero voler vedere parti del film “Una verità scomoda” , in cui Al Gore discute dei gas ad effetto serra e suggerisce come dopo tutto ci potrebbe essere un aspetto positivo nel problema del cambiamento climatico globale. O potrebbere analizzare ulteriormente Marte: come conosciamo quello che conosciamo su Marte, dato che nessun essere umano lo ha mai visitato? Quali sono i piani attuali per mandare delle persone su Marte? Quali sono le sfide di una tale missione e come sono paragonabili alla sfida degli anni 60 e 70 di mandare degli uomini sulla Luna? Alla fine si potrebbe chiedere agli studenti di trovare esempi di fantascienza storica che siano già diventati scienza.
Ian Francis, Regno Unito