Gli scrittori di fantascienza hanno a lungo caratterizzato la terraformazione, il processo di creazione di un ambiente simile alla Terra o abitabile su un altro pianeta, nelle loro storie. Gli stessi scienziati hanno proposto la terraformazione per consentire la colonizzazione a lungo termine di Marte. Una soluzione comune a entrambi i gruppi è quella di rilasciare anidride carbonica intrappolata nella superficie marziana per addensare l'atmosfera e agire come una coperta per riscaldare il pianeta.

Però, Marte non trattiene abbastanza anidride carbonica che potrebbe praticamente essere rimessa nell'atmosfera per riscaldare Marte, secondo un nuovo studio sponsorizzato dalla NASA. Trasformare l'ambiente inospitale marziano in un luogo che gli astronauti potrebbero esplorare senza supporto vitale non è possibile senza la tecnologia ben oltre le capacità odierne.

Sebbene l'attuale atmosfera marziana stessa sia costituita principalmente da anidride carbonica, è troppo sottile e freddo per sostenere l'acqua liquida, un ingrediente essenziale per la vita. Su Marte, la pressione dell'atmosfera è inferiore all'uno per cento della pressione dell'atmosfera terrestre. L'acqua liquida in superficie evaporerebbe o congelerebbe molto rapidamente.

I fautori della terraformazione di Marte propongono di rilasciare gas da una varietà di fonti sul Pianeta Rosso per addensare l'atmosfera e aumentare la temperatura fino al punto in cui l'acqua liquida è stabile sulla superficie. Questi gas sono chiamati "gas serra" per la loro capacità di intrappolare il calore e riscaldare il clima.

"L'anidride carbonica (CO2) e il vapore acqueo (H2O) sono gli unici gas serra che potrebbero essere presenti su Marte in abbondanza sufficiente per fornire un significativo riscaldamento dell'effetto serra, " ha detto Bruce Jakosky dell'Università del Colorado, Masso, autore principale dello studio che appare in Astronomia della natura 30 luglio.

Sebbene in passato siano stati condotti studi sulla possibilità di terraformare Marte, il nuovo risultato sfrutta circa 20 anni di osservazioni aggiuntive di Marte da parte di veicoli spaziali. "Questi dati hanno fornito nuove e sostanziali informazioni sulla storia di materiali facilmente vaporizzati (volatili) come CO2 e H2O sul pianeta, l'abbondanza di volatili rinchiusi sopra e sotto la superficie, e la perdita di gas dall'atmosfera verso lo spazio, ", ha affermato il coautore Christopher Edwards della Northern Arizona University, bandiera, Arizona.

I ricercatori hanno analizzato l'abbondanza di minerali contenenti carbonio e la presenza di CO2 nel ghiaccio polare utilizzando i dati del Mars Reconnaissance Orbiter e del veicolo spaziale Mars Odyssey della NASA, e ha utilizzato i dati sulla perdita dell'atmosfera marziana nello spazio dalla navicella spaziale MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) della NASA.

"I nostri risultati suggeriscono che non c'è abbastanza CO2 rimanente su Marte per fornire un significativo riscaldamento dell'effetto serra se il gas dovesse essere immesso nell'atmosfera; inoltre, la maggior parte del gas CO2 non è accessibile e non potrebbe essere prontamente mobilitata. Di conseguenza, terraformare Marte non è possibile utilizzando la tecnologia attuale, " disse Jakosky.

Sebbene Marte abbia quantità significative di ghiaccio d'acqua che potrebbe essere usato per creare vapore acqueo, analisi precedenti mostrano che l'acqua non può fornire da sola un riscaldamento significativo; le temperature non consentono all'acqua sufficiente di persistere come vapore senza prima avere un riscaldamento significativo da parte della CO2, secondo la squadra. Anche, mentre altri gas come l'introduzione di cloroflorocarburi o altri composti a base di fluoro sono stati proposti per aumentare la temperatura atmosferica, questi gas sono di breve durata e richiederebbero processi di fabbricazione su larga scala, quindi non sono stati considerati nel presente studio.

La pressione atmosferica su Marte è circa lo 0,6 per cento di quella terrestre. Essendo Marte più lontano dal Sole, i ricercatori stimano che una pressione di CO2 simile alla pressione atmosferica totale della Terra sia necessaria per aumentare le temperature abbastanza da consentire acqua liquida stabile. La fonte più accessibile è la CO2 nelle calotte polari; potrebbe essere vaporizzato spargendo polvere su di esso per assorbire più radiazione solare o usando esplosivi. Però, vaporizzare le calotte glaciali contribuirebbe solo a una quantità di CO2 sufficiente a raddoppiare la pressione marziana all'1,2% di quella terrestre, secondo la nuova analisi.

Un'altra fonte è la CO2 attaccata alle particelle di polvere nel suolo marziano, che potrebbe essere riscaldato per rilasciare il gas. I ricercatori stimano che il riscaldamento del suolo potrebbe fornire fino al 4% della pressione necessaria. Una terza fonte è il carbonio bloccato nei giacimenti minerari. Usando le recenti osservazioni dei giacimenti minerari effettuati da veicoli spaziali della NASA, il team stima che l'importo più plausibile produrrà meno del 5 percento della pressione richiesta, a seconda di quanto possono essere estesi i depositi sepolti vicino alla superficie. Il solo utilizzo dei depositi vicino alla superficie richiederebbe un'estesa estrazione mineraria, e inseguire tutta la CO2 attaccata alle particelle di polvere richiederebbe l'estrazione a terra dell'intero pianeta a una profondità di circa 100 metri. Anche la CO2 intrappolata nelle strutture delle molecole di ghiaccio d'acqua, se tali "clatrati" esistessero su Marte, probabilmente contribuirebbe a meno del 5 percento della pressione richiesta, secondo la squadra.

I minerali contenenti carbonio sepolti in profondità nella crosta marziana potrebbero contenere abbastanza CO2 per raggiungere la pressione richiesta, ma l'estensione di questi depositi profondi è sconosciuta, non evidenziato da dati orbitali, e recuperarli con la tecnologia attuale è estremamente energivoro, che richiedono temperature superiori a 300 gradi Celsius (oltre 572 gradi Fahrenheit). I minerali poco profondi contenenti carbonio non sono sufficientemente abbondanti per contribuire in modo significativo al riscaldamento dell'effetto serra, e richiedono anche la stessa elaborazione intensa.

Sebbene la superficie di Marte sia oggi inospitale per le forme di vita conosciute, caratteristiche che ricordano letti di fiumi asciutti e depositi minerali che si formano solo in presenza di acqua liquida dimostrano che, nel lontano passato, il clima marziano supportava l'acqua liquida in superficie. Ma la radiazione solare e il vento solare possono rimuovere sia il vapore acqueo che la CO2 dall'atmosfera marziana. Sia MAVEN che le missioni Mars Express dell'Agenzia spaziale europea indicano che la maggior parte degli antichi, l'atmosfera potenzialmente abitabile è stata persa nello spazio, spazzati via dal vento solare e dalle radiazioni. Certo, una volta che questo accade, che l'acqua e la CO2 sono sparite per sempre. Anche se questa perdita fosse stata evitata in qualche modo, permettendo all'atmosfera di accumularsi lentamente dal degassamento dovuto all'attività geologica, il degassamento di corrente è estremamente basso; ci vorrebbero circa 10 milioni di anni solo per raddoppiare l'attuale atmosfera di Marte, secondo la squadra.

Un'altra idea è quella di importare volatili reindirizzando comete e asteroidi a colpire Marte. Però, i calcoli del team rivelano che sarebbero necessarie molte migliaia; ancora, non molto pratico.

Presi insieme, i risultati indicano che la terraformazione di Marte non può essere eseguita con la tecnologia attualmente disponibile. Tali sforzi devono essere molto lontani nel futuro.