De technologie die ons kopzorgen baart omdat ze de temperatuur op aarde doet stijgen, komt goed van pas als we andere planeten en manen in ons zonnestelsel willen koloniseren.
Het opwarmen van een planeet als Mars lijkt – althans theoretisch – een fluitje van een cent. Een dorre wereld omtoveren tot een nieuw aards paradijs klinkt misschien als fantasie of verre toekomstmuziek, maar we hebben alle technologie (al lang) in huis.
Het neerzetten van een paar honderd chemische fabriekjes die niets anders doen dan superbroeikasgassen zoals CFC’s de lucht in blazen, zou de klus wel eens kunnen klaren.
Onderzoekers van NASA rekenden uit dat een articifiële temperatuurstijging van 4 à 5 graden zou volstaan om de beoogde temperatuurverhoging van 55 tot 60 graden op Mars te bekomen. Die beperkte opwarming zou het broeikaseffect weer op gang kunnen brengen.
(Illustraties: Glen Mullaly / Earl Oliver Hurst)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
De kans dat de mens zichzelf uitroeit, wordt steeds groter. Een desastreuze opwarming van het klimaat, een totale nucleaire oorlog of een wereldomvattende milieuramp: deze door de mens geïntroduceerde gevaren komen bovenop de natuurlijke risico’s, zoals een komeetinslag.
Volgens befaamde astrofysici zoals Stephen Hawking en Martin Rees moeten we ons daarom zo snel mogelijk verder verspreiden over het zonnestelsel. Van zodra er ruimtekolonies bestaan die onafhankelijk van de aarde kunnen bestaan, is de toekomst van onze soort verzekerd. Tijd om te dralen is er niet. De kans dat de mensheid deze eeuw overleeft, is volgens Rees slechts vijftig procent.
Terraforming
Waar moeten we naartoe dan? Onbemande ruimtetuigen hebben vrijwel het hele zonnestelsel in kaart gebracht, maar dat leverde geen enkele planeet of maan op waar we op kunnen leven. Maar misschien is het wel mogelijk om andere hemellichamen in ons zonnestelsel te ‘veraarden’.
Terraforming, zoals dat proces genoemd wordt, is al sinds het begin van de twintigste eeuw een populair onderwerp van science-fiction schrijvers. Het concept is echter doorgedrongen tot de wetenschap. Tientallen onderzoekers hebben tot in detail berekend wat er moet gebeuren om van bepaalde planeten een tweede aarde te maken. De aandacht voor de klimaatopwarming op aarde speelt in de kaart van het onderzoek: we weten intussen dat de mens de atmosfeer van een (grote) planeet kan beïnvloeden.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Onbemande ruimtetuigen hebben vrijwel het hele zonnestelsel in kaart gebracht, maar dat leverde geen enkele planeet of maan op waar we op kunnen leven
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Het onderzoek richt zich in eerste instantie op onze naaste buren in het zonnestelsel, Mars en Venus. Beide planeten hadden in een ver verleden een klimaat dat een beetje op het onze leek. Er was water, er heerste een aangename temperatuur en er was misschien zelfs primitief leven.
Mars veranderde in een ijskoude, stenen woestijn. Venus transformeerde met een gemiddelde temperatuur van bijna 500 graden Celsius tot een hel. Dat het klimaat van de drie planeten zo extreem verschilt, is deels te wijten aan het zogenaamde broeikaseffect. Op Mars is dat stilgevallen, op Venus is het in overdrive gegaan. Op aarde zorgt het voor een grote diversiteit aan leven.
Broeikaseffect
Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van waterdamp, koolstofdioxide, methaan en andere gassen in de atmosfeer. Deze stoffen houden een deel van de door de aarde teruggekaatste zonnewarmte vast in de atmosfeer, waardoor de temperatuur stijgt. Zonder dat proces zou de temperatuur op aarde minus 18 graden bedragen.
Maar langs de andere kant dreigen we het broeikaseffect op aarde te versterken, vooral omdat er door de verbranding van fossiele brandstoffen extra koolstofdioxide in de atmosfeer terechtkomt. Daardoor gaat de temperatuur verder omhoog, wat op zijn beurt meer waterstof in de atmosfeer brengt, ook een broeikasgas. Dat zichzelf versterkende proces kan er op termijn toe leiden dat de oceanen verdampen en alle leven in een hete en zware atmosfeer wordt gestoomd en geplet.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Het rampscenario op aarde is tegelijk de sleutel tot het opwarmen van Mars
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dat rampscenario is tegelijk de sleutel tot het opwarmen van Mars. De optie om Venus te veraarden wordt stilaan verlaten. Eén van de belangrijkste methoden die naar voren werd geschoven om de temperatuur er te verlagen, de introductie van algen die koolstofdioxide uit de lucht halen, blijkt sinds nader onderzoek van de planeet onmogelijk.
Het neerzetten van een paar honderd chemische fabriekjes die niets anders doen dan superbroeikasgassen zoals CFC’s de lucht in blazen, zou de klus wel eens kunnen klaren. Die gassen hebben een sterker opwarmend effect dan koolstofdioxide en blijven veel langer actief in de atmosfeer.
50 jaar
Onderzoekers van NASA rekenden uit dat een articifiële temperatuurstijging van 4 à 5 graden zou volstaan om de beoogde temperatuurverhoging van 55 tot 60 graden op Mars te bekomen. Die beperkte opwarming zou het broeikaseffect weer op gang kunnen brengen.
Een deel van de vroegere atmosfeer en het water van Mars verdween in de ruimte, maar de rest werd geabsorbeerd door de Martiaanse rotsbodem en de poolkappen. Door de planeet lichtjes op te warmen, zou het water en de koolstofdioxide vrijkomen.
Beide broeikasgassen zullen de opwarming versnellen, via hetzelfde mechanisme dat ons op aarde zoveel angst aanjaagt. Volgens de onderzoekers zou het opwarmen van Mars op die manier ongeveer 50 jaar duren. Het verhogen van de temperatuur doet tegelijk de atmosferische druk stijgen en die dichtere atmosfeer vormt uiteindelijk een schild tegen de dodelijke kosmische straling van de zon.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Het opwarmen van Mars zou ongeveer 50 jaar duren
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Een warme en dikkere atmosfeer volstaat echter niet voor de mens. Als we erin slagen om op Mars een broeikaseffect op gang te brengen, krijgen we een planeet waarop mensen zonder ruimtepakken kunnen rondlopen, maar alleen met zuurstofflessen. Ook zullen ze hun huid en ogen tegen de ultraviolette straling van de zon moeten beschermen, want de ozonlaag zal pas gevormd worden als er genoeg zuurstof in de lucht zit.
Die situatie is vergelijkbaar met het Precambrium op aarde (tot 570 miljoen jaar geleden), toen ook onze atmosfeer hoofdzakelijk uit koolstofdioxide bestond. Planten en eencellige organismen, die met de beperkte hoeveelheid zuurstof wel kunnen overleven, begonnen op aarde 2 tot 3 miljard jaar geleden met het omzetten van koolstofdioxide naar zuurstof. Ze maakten op die manier ruimte voor steeds hogere levensvormen, die meer en meer zuurstof konden verbruiken. Op een opgewarmd Mars kan precies hetzelfde gebeuren. Spontaan, of omdat wij het in gang zetten.
Fotosynthese
Maar we zullen geduld moeten hebben. Als planten op Mars hetzelfde gemiddelde fotosynthetische rendement halen als op aarde (0,1 procent), zou het volgens de meest optimistische schattingen 10.000 jaar duren eer er genoeg zuurstof in de lucht zit. Als we een gemiddeld rendement kunnen bereiken van 1 procent, en er zijn planten op aarde die dat halen, kan een zuurstofrijke atmosfeer op 1.000 jaar tijd geïnstalleerd worden.
Moet het sneller gaan, dan zullen we de efficiëntie van planten met genetische manipulatie moeten opkrikken. Halen we een rendement van 10 procent, nog steeds onder het theoretisch maximum van 26 procent, dan kan het op een eeuw tijd. Nu is dat ondenkbaar, want deze technieken staan nog in de kinderschoenen. Maar we hebben ze pas over vijftig jaar nodig, eerst moet Mars worden opgewarmd.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Als planten op Mars hetzelfde gemiddelde fotosynthetische rendement halen als op aarde, zou het 10.000 jaar duren eer er genoeg zuurstof in de lucht zit
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
De eerste en tweede fase van de veraarding van Mars zijn enigszins incompatibel. Naarmate er meer zuurstof in de atmosfeer komt, daalt het aandeel koolstofdioxide. En gaat de temperatuur weer naar beneden.
Dat betekent dat er opnieuw artificiële broeikasgassen moeten worden geïntroduceerd. ‘Onderhoud’ van de atmosfeer is ook om een andere reden wenselijk.
Als Mars haar oorspronkelijke atmosfeer verloor, is de kans groot dat het na een tijd opnieuw zal gebeuren.
De oorzaak daarvan zijn de geringe afmetingen van de planeet – Mars is de helft kleiner dan de Aarde. Omdat de planeet een kleinere inwendige warmtebron heeft, raakte de geologische activiteit sneller uitgeblust.
Vulkanen
Op aarde brengen aardbevingen en vulkaanuitbarstingen regelmatig koolstofdioxide in de atmosfeer. Terwijl we op aarde proberen de uitstoot van koolstofdioxide te beperken, zullen we er op Mars dus alles aan moeten doen om ervoor te zorgen dat we zeker genoeg broeikasgassen blijven uitstoten.
Een Mexicaanse onderzoeker heeft onlangs een methode geïntroduceerd waarmee de terraforming van Mars sneller zou kunnen. Kleine overkoepelde (en onbewoonde) oases zouden via een systeem van automatische sluizen koolstofdioxide uit de atmosfeer halen en zuurstof vrijgeven. De serres zorgen tegelijk ook voor een opwarming van het klimaat, zodat ze voor beide fases tegelijk kunnen worden ingezet.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Met uitzondering van Venus en Mercurius zijn alle andere planeten en manen kouder als de aarde
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Als de terraforming van Mars lukt, zijn we goed op weg om het hele zonnestelsel te koloniseren. Met uitzondering van Venus en Mercurius zijn alle andere planeten en manen kouder als de aarde. De grote planeten verder weg in het zonnestelsel zijn niet geschikt voor kolonisatie, omdat ze vrijwel volledig uit gas bestaan. Maar hun manen, die de afmetingen hebben van een kleine planeet, hebben wel een massief oppervlak.
Omdat ze op grotere afstand van de zon liggen, ligt hun temperatuur ver beneden het vriespunt. Het opwarmen ervan vraagt dus nog een pak meer energie dan het opwarmen van Mars. Maar afgezien daarvan zijn sommigen veel beter geschikt voor terraforming dan Mars, omdat ze een volwaardige atmosfeer, een uitzonderlijke geologische activiteit of massale hoeveelheden ijs (en wellicht zelfs vloeibaar water) bezitten.
© Kris De Decker
(Deze tekst verscheen ook in Knack van 16 augustus 2006)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bouw een zelfvoorzienend huis : als het mag
Het recht op sterren : de melkweg verdwijnt
Een roetzwarte toekomst : steenkool is weer hip
Hoe leven we in het jaar 2000? toekomstvoorspellingen uit het verleden
De fabriek van de wereld : hoeveel energie stopt China in het vervaardigen van exportgoederen?
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Laatste reacties