Kunnen we Mars leefbaar maken?

De Nederlandse stichting Mars One wil voor 2030 mensen naar Mars laten emigreren. Voorlopig zouden die mensen er in goed geïsoleerde hutjes moeten wonen vanwege het ongenadige klimaat. Maar zouden we dat kunnen veranderen?

30 juni 2015

Nieuw bewijs voor ‘weggeblazen’ atmosfeer

Wetenschappers van de University of Colorado Boulder in Amerika hebben op 30 maart 2017 nieuwe data gepubliceerd die bevestigt dat de zonnewind grotendeels verantwoordelijk is voor het verdwijnen van de atmosfeer van Mars. De data is afkomstig van de NASA- missie Maven (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission), die de huidige hoeveelheid argongas in de atmosfeer van Mars heeft gemeten om in te schatten hoeveel gas er verdwenen is over tijd. Argon is een edelgas en kan daardoor in principe alleen verdwenen zijn door de zonnewind, omdat het geen chemische reacties aan gaat.

Argon komt voor als twee verschillende isotopen. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met verschillende massa’s. In de Marsatmosfeer werd vooral de zware variant aangetroffen. Het idee is dat de lichtere isotopen gemakkelijker door de zonnewind werden weggeblazen, waardoor er meer zware over zijn gebleven.

Bruce Jakosky, hoofdonderzoeker voor Maven en professor bij het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) zegt dat de resultaten laten zien dat ongeveer 65 % van de totale hoeveelheid argon die ooit in de atmosfeer van Mars heeft gezeten nu verdwenen is.

In theorie is het mogelijk om het klimaat van Mars, of een andere planeet, te veranderen door haar bijvoorbeeld op te warmen of de samenstelling van de atmosfeer te veranderen. Praktisch kleven er enorme bezwaren aan.

Deze vraag verscheen eerder in het tweede Kennislinkvragenboek Waarom drinken we zoveel koffie?.

Het weer is niet bepaald lekker op Mars. De temperatuur van de atmosfeer, die vrijwel volledig bestaat uit koolstofdioxide, schommelt zo tussen de min 140 en 20 graden Celsius. Bovendien is de luchtdruk er nog geen procent van die hier op aarde. Vooral dat laatste is een probleem voor ons lichaam, want bij die lage druk begint je bloed spontaan te koken. Toch hééft de rode planeet een klimaat en waait het er bijvoorbeeld, te zien aan verplaatsende zandduinen en windhoosjes.

Beschermende schil

Vier miljard jaar geleden leek de jonge planeet Mars qua klimaat veel meer op de huidige aarde. Er zijn sterke aanwijzingen voor een dikkere atmosfeer, hogere temperaturen en zelfs stromend water. Wat is er op onze buurplaneet gebeurd? Sebastiaan de Vet, planeetonderzoeker van de Universiteit van Amsterdam, wijdt deze metamorfose aan het wegvallen van het magnetisch veld van de planeet.

Een panorama op Mars. — Een onherbergzaam landschap op Mars, samengesteld uit 817 foto’s die Marsrover *Opportunity* maakte tijdens de marswinter, tussen 21 december 2011 en 8 mei 2012. Hij stond toch stil omdat er niet genoeg zonlicht (en dus energie) was om rond te rijden.
NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.

De Vet: “In tegenstelling tot de aarde heeft Mars geen magnetisch veld meer. Dat werkt als een soort beschermende schil, die voorkomt dat geladen deeltjes uit het heelal de planeet bereiken. Doordat deze bescherming weg is bij Mars, krijgen de bovenste lagen van de atmosfeer de volle laag van de zonnewind, de grote stroom aan geladen deeltjes van de zon. In de loop van waarschijnlijk miljoenen jaren is de atmosfeer hierdoor simpelweg ‘weggeblazen’.”

De vraag is of we Mars weer een nieuwe atmosfeer kunnen geven. Prioriteit nummer een is het op peil krijgen van de luchtdruk. Die moet van de huidige 6 millibar naar iets tussen de 500 en ruim 1000 millibar, de druk waarbij het menselijk lichaam het best functioneert. Ingenieur en uitgesproken voorstander van de kolonisatie van Mars – Robert Zubrin –noemt in een uitgebreid artikel dat hij al in 1993 in het American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal publiceerde, verschillende mogelijkheden voor het opkrikken van die druk.

Een tekening van een astronaut die in een tuinstoel zit met een drankje. — Frank Landsbergen

Er liggen grote hoeveelheden koolstofdioxide in de bodem van Mars opgeslagen, geabsorbeerd in gesteentes of bevroren als ijs, schrijft Zubrin. Bij het verwarmen van de planeet met enorme spiegels in een baan om Mars, komt dat gas vrij en creëert het volgens hem een druk van 300 tot 600 millibar. Een andere mogelijkheid is het ‘importeren’ van (broeikas)gassen. Zubrin denkt bijvoorbeeld aan gasrijke planetoïden die vanuit de buitenste regio’s van het zonnestelsel richting Mars gestuurd kunnen worden met raketten.

Vraag uitgelicht

Tot 1 mei 2015 konden iedereen in Nederland vragen indienen bij de Nationale Wetenschapsagenda voor een onderzoeksagenda voor Nederland, die november 2015 gepresenteerd wordt.

Naar veel van deze vragen en onzekerheden doet de wetenschap al langer onderzoek, daarom pikten we er een aantal vragen uit waarover op Kennislink al iets te vinden is. Deze lezersvraag koppelden we aan deze vraag uit de Nationale Wetenschapagenda:

Kunnen we, als polderende samenleving, ook terraforming verwerkelijken?

Een laatste mogelijkheid vindt Zubrin het meest praktisch: het produceren van broeikasgassen op Mars zelf, bijvoorbeeld met de op aarde verbannen cfk’s. Zubrin denkt dat we op deze manier binnen een jaar of vijftig een redelijke atmosfeer kunnen maken. De energie voor deze ongetwijfeld kostbare operaties zou volgens hem moeten komen uit kernreactoren.

Klimaatverandering

Maar met alleen die dikkere atmosfeer zijn we er nog niet. We hebben ook zuurstof nodig om te ademen. Het introduceren van vegetatie zou die truc moeten kunnen klaren, meent Zubrin. Hij denkt wel dat het enkele millennia kan duren voordat de planten genoeg zuurstof hebben geproduceerd. Overigens moeten die planten wel dusdanig genetisch gemodificeerd worden dat ze kunnen leven in de Marsgrond en de ijle atmosfeer.

Planeetonderzoeker De Vet kent de publicatie van Zubrin en is kritisch over zijn methode voor het aardser maken van Mars. “Als je naar de theorie kijkt, zou het best mogelijk zijn. Maar het blijft speculeren, met de technologie die we nu in huis hebben is het in elk geval niet direct mogelijk. De klimaatverandering die Zubrin wil bewerkstelligen, is bovendien vele malen groter dan die we de afgelopen eeuw op aarde hebben weten te creëren.”

Bovendien is volgens De Vet de aanleg van een atmosfeer niet het grootste probleem. “De vraag is of Mars in staat is deze atmosfeer vast te houden zonder een magneetveld. In het verleden is de planeet hem immers ook verloren. Ik denk dat dit de grootste deal breaker is.” Het aanleggen van een magneetveld op Mars is misschien nog wel moeilijker dan het aanleggen van een atmosfeer.

Reageer