La terraformación de Marte
Martín Cagliani

En el ámbito científico se debate un tema que desde hace largos años se discutió en la ciencia ficción: cómo convertir al frío y seco Planeta Rojo, en un lugar habitable para los humanos.
Hace 4.000 millones de años Marte era un planeta cálido y húmedo, posiblemente con vida. Las sondas enviadas al planeta rojo han enviado fotografías de cañones y valles, elementos que sugieren la existencia de agua líquida deslizándose por su superficie en tiempos pasados. Hoy, Marte es frío, seco; un mundo desértico con una fina atmósfera.

Todos los intentos de detectar vida en Marte fueron en vano, aunque no está del todo descartado. La falta de vida en Marte y su gran parecido con la Tierra inspiró a muchos escritores de ciencia ficción a imaginar la colonización del planeta rojo por los seres humanos. Y más recientemente, en el mundo científico, se idearon muchas formas mediante las cuales convertir a Marte en un planeta que pueda soportar vida, y no simples microorganismos, sino a los seres humanos.

 

 

Terraformación

 

¿Qué es la Terraformación? Consiste en un proceso de ingeniería planetaria, dirigido a mejorar la capacidad de un mundo estéril para sostener vida. La etapa final de la terraformación sería la creación de una biosfera (conjunto que forman los seres vivos con el medio en que se desarrollan) local que igualase todas las funciones de la biosfera de la Tierra, convirtiendo así al Planeta Rojo en un lugar habitable para los seres humanos.

¿Es posible la terraformación? Muchos científicos, utilizando modelos climáticos y teorías ecológicas, concluyeron que la respuesta es sí. Con la tecnología actual, se podría transformar el clima de Marte, haciéndolo capaz de soportar la vida.

El término fue originalmente acuñado en la ciencia ficción por Williamson en 1942. Los científicos lo adoptaron posteriormente para propósitos más académicos, aunque muchas de las propuestas científicas para la terraformación de Marte tienen mucho de ciencia ficción.

Cualquier proceso de terraformación llevaría a nuestro vecino rojo de la esterilidad a través de un continuo de estados habitables que irían mejorando con el tiempo. Una terraformación total (lograr un planeta totalmente habitable para humanos y otros animales) es una meta muy distante, pero no imposible.

Una experiencia semejante, le daría a los científicos una excelente oportunidad de ver, a gran escala, como crece y evoluciona una biosfera. Y nos daría la oportunidad de esparcir y estudiar vida más allá de la Tierra. Aparte la terraformación de otro planeta nos daría un hogar alternativo a los seres humanos, quién sabe si en un futuro no lo necesitaremos, y no sólo por necesidad deberíamos colonizar y transformar a Marte, puede ser una ventaja.

¿Por qué Marte?

 

 Muchas de las principales propiedades de Marte son bastante similares a las de la Tierra. En ambos planetas la duración de los días son unas 24 horas, una consideración muy importante para las plantas, las cuales están adaptadas a la fotosíntesis cuando brilla el Sol. Marte también tiene estaciones, si bien más largas que las terrestres, ya que la órbita marciana alrededor del Sol es mucho más grande, llevando a que el año marciano sea el doble de largo que el de la Tierra; pero las plantas podrían adaptarse a esas diferencias.

Una diferencia importante entre la Tierra y su vecino rojo es que la gravedad marciana es un tercio de la terrestre. Es desconocido si la vida podría adaptarse a una gravedad reducida. Aunque según los científico es probable que los microbios y las plantas se ajustarían fácilmente a la gravedad marciana, incluso algunos animales podrían adaptarse.

Marte es actualmente muy frío, excesivamente seco y su atmósfera de dióxido de carbono es demasiado delgada como para sustentar vida. Pero estos parámetros están interrelacionados, y los tres pueden ser alterados por una combinación de invención humana y cambios biológicos.

La clave, según los científicos, es el dióxido de carbono (que representa el 95% de la atmósfera marciana). Si se pudiera envolver a Marte en una atmósfera de dióxido de carbono más gruesa, con una presión superficial una o dos veces más que el aire al nivel del mar en la Tierra, nuestro vecino se calentaría sobrepasando el punto de congelación del agua. Lo que lo convertiría en un planeta cálido y húmedo, y el agua fluiría nuevamente. Agregando un poco de nitrógeno a la atmósfera ayudaría a satisfacer las necesidades metabólicas de plantas y microbios. Estas serían apropiadamente seleccionadas o genéticamente modificadas para vivir en las nuevas condiciones de Marte.

Las plantas en su fotosíntesis utilizarán el dióxido de carbono, el cual degradarán convirtiéndolo en oxígeno, que con el tiempo crearía una rudimentaria pero efectiva capa de ozono, que a su vez es una protección contra la radiación del Sol.

Los colonos humanos, tendrán que procurarse el aire respirable, mientras dure la terraformación. El nuevo Marte, luego de la primera etapa de la terraformación, será mucho más habitable que ahora. Al subir la temperatura y la presión atmosférica, los humanos no tendrán que usar importantes y grandes trajes espaciales, sólo necesitarían protecciones leves y tanques de oxígeno.

El crecimiento natural de las plantas permitirá con el tiempo cultivar granjas y bosques en la superficie marciana, que servirá para aprovisionar a los humanos que vivan en Marte.

Para que el planeta sea habitable para animales y humanos, su atmósfera tendrá que ser más similar a la terrestre, la cual está compuesta primariamente por nitrógeno, con niveles de oxígeno cercanos al 20 por ciento y un uno por ciento de dióxido de carbono. Pero ese sería el proceso completo de terraformación, mucho más dificultoso y más prolongado en el tiempo.

Ecopoiesis

 

Cualquier organismo que se libere en la superficie marciana hoy, se secaría y congelaría, sería degradado químicamente y pronto reducido a polvo. No es posible sembrar a Marte de vida simplemente soltando bacterias sobre su superficie.

 La creación de un ecosistema que se sostenga por sí solo, en un planeta sin vida, es llamado ecopoiesis (término acuñado por el biólogo Robert Haynes en 1990). En Marte, así como ocurrió en la Tierra, la biosfera primaria tendría que consistir en ecosistemas localizados de microbios creciendo y desenvolviéndose bajo condiciones anaeróbicas, o sea sin oxígeno o con muy poco. Obviamente esto no produciría un ambiente en el cual los animales y humanos pudiesen sobrevivir al aire libre. Todos los organismos dependientes de oxígeno transportados desde la Tierra, humanos incluidos, tendrían que permanecer encerrados en módulos especiales o con vestimentas protectoras.

Si se considera la espontaneidad en el desarrollo de la biosfera de la Tierra, como modelo a seguir en Marte, la terraformación sólo puede seguir a la ecopoiesis.

Si restringimos la especulación a lo que los científicos consideran plausible con las actuales tecnologías, los períodos de tiempo que requieren la ecopoiesis o la terraformación son bien diferentes.

Según los estudios realizados por varios científicos, la atmósfera cálida y gruesa necesaria en Marte puede ser generada en 200 años. Mientras que para producir una atmósfera oxigenada como la terrestre, por medio de microbios y de la fotosíntesis que realizan las plantas verdes, se necesitarían 100 mil años. Estas estimaciones están basadas en las tecnologías actuales; los períodos se acortarán a medida que se vayan descubriendo nuevas tecnologías y metodologías para acelerar el proceso de terraformación.

 

Métodos y teoría sobre cómo terraformar Marte

 

Desafortunadamente, la ecopoiesis no puede ser llevada a cabo espontáneamente en la superficie marciana tal como está ahora. La terraformación, que comienza por la ecopoiesis, necesita que se logren los requisitos comentados anteriormente, para poder comenzar y prosperar.

Una pequeña porción de modificaciones ambientales serán necesarias para crear unas condiciones favorables para que incluso las más "duras" bacterias logren sobrevivir en Marte:

La temperatura debe ser elevada.

La masa de la atmósfera marciana debe aumentar.

Debe ser viable el agua líquida.
Estos cambios serían suficientes para lograr una superficie marciana compatible con ciertos seres vivos que no necesitan de oxígeno, como algunas bacterias que viven en condiciones extremas llamadas extremophiles. A las plantas no les bastaría con estos pequeños cambios, requerirían una atmósfera rica en oxígeno, aunque mucho menos que el necesario para los animales. O sea que para continuar con la terraformación, sería necesario aumentar los niveles de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera del Planeta Rojo.

Logrando aumentar la masa de la atmósfera marciana, mejoraría la función de ésta como escudo contra radiaciones y meteoros; al mismo tiempo que acrecentaría el efecto invernadero necesario para calentar el planeta, y ampliar el campo de estabilidad del agua líquida.

Muchos son los métodos (ingeniería planetaria) que propusieron los científicos para terraformar Marte. Uno aceptado por todos los científicos, es el de calentar la superficie marciana, para así lograr una atmósfera más rica en dióxido de carbono, y que a la vez sea más gruesa y protectora.

La propuesta general de varios científicos, es que un calentamiento inicial de Marte (no demasiado importante) mediante ingeniería planetaria liberaría a la atmósfera grandes cantidades del dióxido de carbono, que supuestamente existe en reservas bajo la superficie marciana, y en forma de hielo en los polos. Esto aumentaría el efecto invernadero y haría que el calor se transfiera a los polos. Se liberaría más dióxido de carbono por el aumento de temperatura, y así se encadenaría todo, llegando al punto de convertirse en autosuficiente y no necesitar más de la ingeniería humana para seguir con el proceso.

Este paso inicial lo sostienen todos los modelos propuestos por la comunidad científica para la terraformación de Marte, en lo que difieren es en la presunción de la cantidad de dióxido de carbono que hay disponible en Marte y sobre los métodos elegidos para liberar este gas de invernadero.

Polos oscuros

 

Uno de los primeros modelos propuestos (por Burns y Harwit, y Carl Sagan en 1973) fue el de oscurecer los polos marcianos (compuestos mayoritariamente por dióxido de carbono helado), logrando una mayor absorción de luz solar, y así aumentando su temperatura; según Sagan en 100 años se evaporarían por completo.

Súper espejos

 

Otra vía para calentar Marte sería la de aumentar la energía solar que llega al planeta, reflejando luz desde el espacio a su superficie. Para lograr este cometido se sugirió (Osberg, 1981; Birch, 1992; Zubrin y McKay, 1993; Fogg 1995) la utilización de espejos que permanezcan en la orbita marciana, y reflejen la luz hacia el planeta. Necesariamente grandes, no por eso inviables.

Estudios hechos por Robert Zubrin y Robert McKay, sostienen que unas velas espejadas de 125 kilómetros de diámetro podrían quedar estacionarias a 214 mil kilómetros sobre la superficie de Marte, y reflejar la luz del Sol hacia el polo sur. Esto sería suficiente para aumentar la temperatura polar, y se lograría así la evaporación de las capas heladas. Un espejo semejante, sería imposible de llevar desde la Tierra, pero sería totalmente factible hacerlo allá.

Estos espejos, no servirían por si solos, pero sí como una ayuda para acelerar el proceso inicial de la terraformación.

Gases súper invernadero

 

En 1984, James Lovelock (conocido por su teoría de una tierra viva: Gaia) y Allaby sugirieron que el aumento de la temperatura, y la consiguiente liberación de dióxido de carbono, podría conseguirse liberando gases especiales (metano, óxido nitroso, amoníaco y perfluorocarbonos) en la atmósfera marciana que puedan crear y potenciar el efecto invernadero, el cual aumentaría la temperatura del planeta. Estos gases tienen un efecto invernadero 10 mil veces más potente que el dióxido de carbono, residen una mayor cantidad de tiempo en la atmósfera y no son tóxicos. Haciendo como un invernadero, atrapan la energía solar y la mantienen en el planeta, impidiendo que vuelva al espacio. Incluso pequeñas cantidades de estos gases súper invernadero podrían calentar el planeta.

¿De dónde saldrían los gases? Por más que pequeñas concentraciones de estos gases serían suficientes para hacer el trabajo, sería demasiado para llevarlas desde la Tierra. Tendrían que ser producidos químicamente en Marte. Pero en etapas posteriores podrían ser producidos biológicamente, con la ayuda de microorganismos. Para producir una cantidad suficiente de estos gases se tendrían que distribuir cientos de fábricas de súper-gases a lo largo de la superficie marciana. Estas pequeñas fábricas, del tamaño de un Volkswagen, que funcionarían con energía solar, se encargarían de cosechar los elementos necesarios de la tierra marciana, generar los gases y lanzarlos a la atmósfera.

 Según varios estudios antiguos y actuales, se podría calentar la atmósfera marciana en una década, y dejarla como para comenzar la ecopoiesis, en sólo 60 años, si todo funciona a la perfección. Para generar una atmósfera gruesa de dióxido de carbono, llevaría 100 años y para lograr un planeta rico en agua unos 600 años.

Para lograr resultados más rápidos, el efecto invernadero logrado con los súper gases se podría amplificar complementándolo con otros métodos, como podrían ser los espejos gigantes mencionados más arriba.

Pero cambiar a Marte lentamente, sería más interesante por varias razones. Primero, y la más importante, sería más factible económicamente llevarlo a cabo a largo plazo que de golpe. La NASA podría ir llevando una media docena de fábricas de gases por año a Marte, sin que el costo suba a las nubes. La vida en Marte también tendría más tiempo para adaptarse y evolucionar, en largas escalas de tiempo. Y también los científicos podrían estudiar mejor el proceso a largo plazo que a corto plazo, ¿cuándo se tendría otra oportunidad como ésta para estudiar la creación de una biosfera?.

La terraformación total podría tardar, a lo máximo, 100 mil años como aceptan la mayoría de los científicos. Esto sólo pensado de entrada, ya que todo puede acelerarse, pero para eso se necesitan más fondos, más dinero… ¿Quién va a querer invertir tanto en algo que no importa mucho? A no ser que nuestro mundo se caiga a pedazos, el proceso de Terraformación de Marte, tendrá que ser a largo plazo, si es que se lleva a cabo algún día.

Yo creo que sólo se comenzará a plantear la terraformación de Marte de aquí a muchos años, y para esa época ya van a haber más y mejores métodos, a parte que vamos a conocer mucho mejor al enigmático Planeta Rojo.

Fuentes

McKay, Christopher P., "Bringing Life to Mars".

Fogg, Martyn J., "Terraforming Mars: a review of research".

Haynes, Robert H., "How might Mars become a home for humans?".

Friedmann E. I., and Ocampo-Friedmann, R., "A Primitive Cyanobacterium as Pioneer Microorganism for Terraforming Mars".

Friedmann E. I., and Ocampo-Friedmann, R., "Terraforming Mars: Dissolution of Carbonate Rocks by Cyanobacteria".

J. A. Hiscox and D. J. Thomas, "Genetic Modification and Selection of Microorganisms for Growth on Mars".
http://www.espacial.org/planetarias/planetas/terraformacion1.htm

Marte Verde: ¿un futuro hábitat para los humanos?
 

Capital Federal, Buenos Aires, Argentina, 06 de Junio de 2004.