이미지 크레디트 : NASA
지역적으로 지구는 남극 대륙, 사하라 사막, 사해, 에트나 산과 같은 거주 가능한 극단을 가지고 있습니다. 전 세계적으로 우리의 푸른 행성은 태양계 거주 지역 또는 온도와 압력이 액체 물과 생명을 지원하기에 적합한 '골디 락 (Goldilocks)'지역에 위치하고 있습니다. 이 goldilocks 영역의 경계를 가로 질러 우리의 두 이웃, 금주를 나타내는 용어로는 '너무 뜨겁다'인 가출 온실 온실, 금성 그리고 '너무 춥다'는 혹독한 붉은 행성 Mars가 궤도를 돌고 있습니다.
평균 지구 온도가 -55 ° C 인 화성은 매우 추운 행성입니다. 화성 온난화에 대한 표준 모델은 먼저 온실 가스를 사용하여이 평균 온도를 올린 다음 냉기 적응 작물과 광합성 미생물을 심습니다. 이 테라포밍 모델에는 오비탈 미러 및 플루오로 카본을 쏟아내는 화학 공장과 같은 다양한 개선이 포함됩니다. 결국 생물학, 산업화 및 시간의 도움으로 대기가 두꺼워지기 시작합니다 (현재 화성 대기는 지구보다 99 % 더 얇습니다). 사용 된 온실 가스의 선택과 농도에 따라 화성을 테라 마하는 데 우주 비행사가 바이저를 들어 올리기 시작하고 처음으로 화성 공기를 흡입하기까지 수십 년에서 수백 년이 걸릴 수 있습니다. 이러한 제안은 행성 엔진 공학에서 첫 번째 의식적인 노력을 시작하고, 지구 환경을 우리가 알고있는 지구 적 환경을 삶에 덜 적대적인 것으로 바꾸는 것을 목표로합니다.
이러한 세계적인 변화에 대한 또 다른 버전은 사하라를 여행 한 사람들에게 친숙한 지역 버전입니다. 때때로 인생은 사막의 오아시스로 꽃을 피 웁니다. Mex-Areohab 프로젝트 책임자 인 오마르 펜 사도 디아즈 (Omar Pensado Diaz) 생물 학자에 따르면, 화성을 바꾸는 지역 전략은 화성을 한 번에 한 오아시스로 바꾸는 것과 가장 잘 비교할 수 있다고한다. 오아시스의 최소 크기는 공간 히터가있는 온실과 마찬가지로 돔 모양의 플라스틱 덮개의 직경으로 확장됩니다. 이런 식으로, 미세 영역 형성 (microterraforming)은 우주로 유출되는 개방형 시스템 인 행성에 대한 더 작은 대안이다. 디아즈는 물리학자가 화성에서 산업 도구를 사용하여 생물학 자의 온실 방법으로 화성을 바꿀 수있는 방법을 대조합니다.
Diaz는 Astrobiology Magazine과 화성 한 사막의 오아시스로 자랄 때까지 작은 경기장으로 화성을 리모델링하는 것이 무엇을 의미하는지에 대해 이야기했습니다.
Astrobiology Magazine (AM) : 글로벌 및 로컬 테라포밍 전략의 차이점을 연구하고 있다고 결론을 내릴 수 있습니까?
오마르 펜 사도 디아즈 (OPD): 모델의 통합을 기대하고 있으며 차이점에 중점을두고 있습니다. 수퍼 온실 가스로 지구를 지구 온난화 또는 지구 온난화하는 것은 물리학의 관점에서 고안된 전략 또는 모델입니다. 내가 제안하는 모델은 생물학적 관점에서 볼 수 있습니다.
마이크로 테라포밍 (microterraforming)이라는 모델에 대해 이야기하고 있는데, 이는 MUT (Minimal Unit of Terraforming)라는 도구로 가능합니다. 최소 테라포밍 단위의 개념은 자연의 기본 단위로 실행되는 생태계로 설명됩니다. MUT는 살아있는 유기체 그룹과 그들이 살고있는 물리적 및 화학적 환경으로 구성되어 있지만 화성에서의 생물학적 식민지화 및 개장 과정의 개발에 적용됩니다.
북반구 대부분에 걸쳐 바다가있는 겁에 질린 화성에 대한 예술가의 개념은 Michael Carroll에 의해 끔찍한 궤도에서 볼 수 있습니다. 1991 년에이 이미지는 'Mas Mars Habitable'이라는 Nature의 표지에 사용되었습니다.
기술적으로 말하자면, 내부 생태계를 포함하고 보호하는 가압 된 돔 모양의 온실입니다. 이 단지는 주변과 격리되지 않을 것입니다. 반대로 그것은 지속적으로 그것에 접촉하지만 통제 된 방식으로있을 것입니다.
중요한 것은 MUT 장치와 화성 환경 사이의 가스 교환이므로 생태계 자체가 극적인 역할을합니다. 이 과정의 목표는 광합성을 생성하는 것입니다. 여기서 우리는 대기를 처리하는 화학 공장과 표면을 덮는 것으로 식물을 고려해야합니다.
오전: 사막에서 오아시스 모델을 사용하여 로컬 작업의 이점은 무엇입니까? 기본적인 테라포밍 단위와 생물학적으로 유사하다는 것은 생물학적 세포가 어떻게 내부 평형을 가지나 전체 숙주와 다른 외부 세포와 교환하는 것과 같은 의미입니까?
OPD : 이 모델에서 찾을 수있는 장점은 테라포밍 프로세스를 더 빨리 시작할 수 있지만 단계적으로 마이크로 테라포밍하는 것입니다.
그러나 가장 중요한 장점은 기술의 도움으로 식물 생명체가이 과정에 참여할 수 있다는 것입니다. 인생은 정보이며 주변의 정보를 처리하여 장치의 내부 조건에 대한 적응 프로세스를 시작합니다. 여기서 우리는 생명이 가소성을 가지며 주변 환경에 적응할뿐만 아니라 환경을 자신의 상황에 맞게 조정합니다. 유전학의 언어에서, 이것은 유전자형과 환경 사이에 상호 작용이 있으며, 지배적 조건에 대한 표현형 표현의 적응을 생성합니다.
이제 직경이 약 15 또는 20 야드 인 장치와 같은 작은 환경에서는 장치 외부보다 훨씬 따뜻한 환경을 유지할 수 있습니다.
오전: 유닛이 어떻게 생겼는지 설명하십시오.
OPD : 투명한 플라스틱 섬유 이중층 돔. 돔은 낮 동안 온도를 크게 높이고 밤에는 저온으로부터 내부를 보호하는 온실 효과를 발생시킵니다. 또한 대기압은 60 ~ 70 밀리바 높을 것입니다. 그것은 식물의 광합성 과정과 액체 물을 허용하기에 충분할 것입니다.
열역학적 용어로, 우리는 이제 평형 부족에 대해 이야기하고 있습니다. 화성을 재 활성화하려면 열역학적 불균형을 만들어야합니다. 이 장치는 온도 차이로 인한 지상 가스 제거와 같이 먼저 필요한 것을 생성합니다. 이러한 프로세스는 글로벌 전략의 경로와 함께 목표입니다.
엄밀히 말하면, 유닛은 이산화탄소 포집 트랩과 같습니다. 그들은 산소를 방출하고 바이오 매스를 생성 할 것입니다. 그러면 산소가 주기적으로 대기로 방출됩니다. 밸브 시스템은 가스를 외부로 방출하고 내부 대기압이 최대 40 또는 35 밀리 바로 낮아지면 밸브가 자동으로 닫힙니다. 그리고 다른 사람들은 열리고 흡입하면 가스가 장치 내부로 들어가고 원래 대기압이 낮아집니다. 이 시스템은 산소의 방출뿐만 아니라 다른 가스의 방출도 허용합니다.
오전: 이러한 오아시스 모델에서는 개방형 시스템이지만 지역 조건에는 영향을 미치지 않습니다. 다시 말해서, 국소 누출이 희석 될 것이며,이 경우 미세 테라포밍은 온실 운영과 어떻게 다릅니 까?
OPD : 온실 (이 경우 최소 테라포밍 단위)은 화성에서 점진적인 변화를 시작하는 것으로 생각됩니다. 그 차이는 마이크로 테라포밍 프로세스가 시작되는 위치이기 때문에 작용 범위에 따라 다릅니다. 또한이 방법을 사용하면 지구의 대기를 다른 것으로 바꾸고 화성을 열역학적 불균형의 단계로 만들기 위해 지구에서 성공한 진화 패턴을 반복하려고 시도하기 때문에 어떻게 보는가에 달려 있습니다. .
가장 큰 장점은 테라포밍 프로세스를 마이크로 스케일로 제어 할 수 있다는 것입니다. 우리는 화성을 지구와 비슷한 장소로 빠르게 전환시켜 주변 환경과 동시에 상호 작용할 수 있습니다. 이것이 가장 중요한 부분입니다. 더 빠른 프로세스를 진행하는 것입니다. 앞서 말했듯이, 아이디어는 광합성이 나타난 직후 지구에서 발전된 것과 동일한 진화 패턴을 따르는 것입니다. 지구를 리모델링하고 테라포밍 한 지상 식물이 있었는데, 표면에서 이산화 탄소를 생성하여 당시 존재했던 대기에 분배했습니다.
닥터 Chris McKay와 Robert Zubrin은 3 개의 큰 궤도 거울을 배치 할 것을 제안하는 흥미로운 모델을 제시했습니다. 거울은 태양의 빛을 화성의 남극에 반사시키고 온실 효과를 높이고 지구의 지구 온난화를 가속화하기 위해 드라이 아이스 (이산화탄소 눈) 층을 승화시킵니다.
이러한 거울은 텍사스 크기입니다.
그 거울에 사용 된 동일한 인프라가 화성 표면 위에 최소 테라포밍 유닛을위한 돔을 만드는 데 사용된다면, 우리는 더 높은 탈기 속도를 생성하고 대기를 더 빨리 산소화 할 것이라고 생각합니다. 또한, 장치는 태양열을 유지하고 표면에서 반사하지 않기 때문에 표면의 일부가 따뜻해집니다.
유닛 내부의 생태계에 대한 액체 물의 부족은 논쟁의 여지가 있습니다. 그러나 워싱턴 대학교 (University of Washington)의 Adam Bruckner 박사가 제안한 변형이 사용될 수 있습니다. 그것은 제올라이트 (미네랄 촉매) 응축기를 사용하여 이루어지며; 그런 다음 들어오는 공기의 수분에서 물을 추출합니다. 매일 물이 쏟아져 나옵니다. 다시, 우리는 수문 순환의 일부 단계를 활성화하고 이산화탄소를 포획하며 대기로 가스를 방출하고 표면을 더 비옥 한 땅으로 만듭니다. 우리는 화성의 아주 작은 부분에서 가속화 된 테라포밍을 수행 할 것입니다. 그러나 만약 우리가 그 수백 개의 유닛을 놓으면 표면과 대기에 대한 가스 제거 효과는 행성에 영향을 줄 것입니다.
오전: 폐쇄 된 생물권이 생물권 2와 같이 지구에서 작동했을 때 탄산염을 형성하기 위해 암석과 결합하여 산소 손실과 같은 문제가 발생했습니다. 오늘날 지구상에 대규모의 자립형 시스템이 있습니까?
OPD : 인간이 만든 대규모의 자립형 시스템? 나도 모르지만 삶 자체는 주변 환경에서 작동 해야하는 것을 유지하는 자립 시스템입니다.
그것은 닫힌 생물권의 문제였으며, 지구에서 일어날 때 피드백 회로를 만들 수 없었습니다. 또한 내가 제안한 시스템은 닫히지 않을 것이다. 그것은 새로운 가스를 도입하면서 광합성의 작용에 의해 처리 된 것의 일부를 방출함으로써 화성 환경과 간격을두고 상호 작용할 것이다. 최소 테라포밍 단위는 닫힌 시스템이 아닙니다.
제임스 러브 록의 '가이아 이론'을 고려한다면, 지구는 오늘날의 화성에서는 일어나지 않는 생지 화학주기가 활발하기 때문에 지구를 대규모의 자립 시스템으로 간주 할 수 있습니다. 산소의 많은 부분이 표면과 결합되어 행성에 산화 된 특성을 부여합니다. 이런 의미에서, 최소 테라포밍 단위 내에서, 생지 화학주기가 재 활성화 될 것이다. 이 돔들은 무엇보다도 산소와 탄산염을 방출하므로 방출이 지구 대기로 점차 흐르기 시작합니다.
오전: 세계적인 테라포밍에서 자주 인용되는 가장 빠른 방법은 플루오르 카본을 화성 대기에 도입하는 것입니다. 적은 비율의 변화로 큰 온도와 압력 변화가 뒤 따릅니다. 이것은 태양의 상호 작용에 의존합니다. 예를 들어 자외선이 돔에 침투하지 않는 경우 닫힌 기포에이 메커니즘을 사용할 수 있습니까?
OPD : 우리는 불소와 다른 온실 가스를 사용하지 않는 다른 방법에 대해 이야기하고 있습니다. 우리가 제안하는 방법은 바이오 매스 증가를위한 이산화탄소 포집, 산소 및 내부 열 저장을 해방하여 장치 내부에서 이산화탄소 탈기를 생성합니다. 오늘날 땅에 갇힌 다른 가스들은 점차적으로 밀도를 높이기 위해 화성 대기로 방출 될 것입니다. 실제로, 생태계를 자외선에 직접 노출시키는 것은 이산화탄소 포집, 바이오 매스 형성 및 지반 가스 생성에 역효과를 낳을 것입니다. 정확하게, 돔은 내압을 유지하는 것뿐만 아니라 추위와 자외선으로부터 생태계를 보호하는 기능을합니다.
이제 돔은 중요한 히트 트랩이자 단열재입니다. 초기의 세포와 유사하게, 돔은 지역 생태계를 열역학적 불평형으로 이끄는 생물학적 막과 같습니다. 그 불평형은 삶의 발전을 허용 할 것입니다.
오전: 메탄, 이산화탄소 또는 CFC와 같은 높은 온실 가스 농도가 전 세계적으로 영향을 미치기 전에 국소 적으로 독성이 있습니까?
OPD : 인생은 우리에게 유독 한 조건에 적응할 수 있습니다. 이산화탄소 농도가 높아지면 식물에 이롭고 생산량도 증가 할 수 있으며 메탄과 마찬가지로이 가스를 필요로하는 메탄 생성 유기체도 있습니다.
이러한 가스는 지구 온도를 높이는 데 적합합니다. 반면 이산화탄소는 식물 수명에 가장 적합한 가스입니다. 목표는이 유기체를 새로운 환경에 점진적으로 적응시키고 환경을 이러한 유기체에 적응시키는 진화 패턴을 재현하는 것입니다.
오전: 화성의 세계 테라포밍은 한 세기에서 오랜 시간까지 다양한 시간 범위를 가지고 있습니다. 제안한 오아시스 모델을 사용하여 현지 노력이 거주 성을 가속화 할 수 있는지 여부를 추정 할 방법이 있습니까?
OPD : 그것은 식물의 광합성 효율과 환경에 적응하면서 환경에 적응하는 능력에 달려 있습니다. 그러나 로컬 및 글로벌의 두 가지 평가를 고려할 수 있습니다.
보다 명백한 방식으로, 이러한 평가는 광합성 효율, 산소화 속도, 이산화탄소 포집 및 돔 표면의 가스 제거를 통해 각각의 최소 테라포밍 단위에서 먼저 측정 할 수 있습니다. 이 비율은 태양의 발생률과 온실 효과에 달려 있습니다. 전 세계적으로, 행성의 리모델링 속도는 화성 표면 전체에 몇 개의 최소 유닛을 설치할 수 있는지에 달려 있습니다. 즉, 최소 테라포밍 단위가 더 많으면 행성의 변형이 더 빨리 완료 될 것입니다.
이 시점에서 내가 중요하다고 생각하는 것을 명확히하고 싶습니다. 가장 큰 성과는 오늘날 인류가 지구에서하는 방식으로 인간이 지구에 거주하기 전에 화성을 녹색 행성으로 만드는 것입니다. 테라포밍의 최소 단위 내에서 식물의 수명이 어떻게 반응 하는지를 관찰 한 다음, 그 기계가주기를 마치고 생명이 외부로의 폭발로 출현했을 때, 생명 이후에 멈출 수없는 종의 모습을 보는 것은 특별한 일입니다. 환경에 반응하고 환경은 삶에 반응합니다.
그래서 우리는 지구상에 크고 똑 바른 목재가있는 소나무와 같은 나무를 볼 수 있습니다. 화성에서 우리는 더 유연한 종을 가지고있을 수 있습니다. 종은 저온과 바람을 견딜 수있을 정도로 강합니다. 광합성 기계로서, 소나무는 바이오 매스 축적을 위해 물, 미네랄 및 이산화탄소를 유지하면서 행성 변환기로서의 역할을 수행 할 것입니다.
오전: 연구에 대한 향후 계획은 무엇입니까?
OPD : 화성 조건의 부분 시뮬레이션을 시작하고 싶습니다. 이는 최소 테라포밍 유닛의 작동뿐만 아니라 그러한 조건에서 식물의 생리적 반응을 조사하고 개선하기 위해 필요합니다. 다시 말해 리허설입니다.
이것은 여러 분야에 걸친 기관 간 조사이므로 해당 주제에 관심이있는 다른 과학 기관뿐만 아니라 엔지니어, 생물 학자 및 유전 전문가의 참여가 필요합니다. 나는 이것이 첫 번째 시도라고 말해야한다. 그것은 예를 들어 공격적인 사막 확산에 맞서 싸우고, 땅을 재건하고 점진적으로 진보를 막는 장애물을 만들어서 우리가 할 수있는 일과 우리 자신의 행성에서 시도 할 수있는 이론입니다.
원본 출처 : Astrobiology Magazine
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