火星には現在、推定 100 万の微生物が生息しています。それらは、ロボットの着陸船やローバーの表面を覆い、内部に密集しています。国際政策では、これらをきれいにする必要がありますが、完全に殺菌することはできません。バグは休眠状態ですが、実行可能です。火星が暖まり、水が再び流れ始めると、これらの微生物は復活して繁殖します。そして、それを実現することは私たちの力の範囲内です.
不毛の世界を広範囲の生物に適したものにするテラフォーミングの概念は、サイエンス フィクションでよく発達しています。この用語は、1942 年に出版された SF 小説で最初に使用されました。これは、地球のコピーを作成することを意味します。これは目標である必要はありませんが、この言葉が流行しました。 (「エコポイエーシス」や「惑星のエコシンセシス」の代わりに提案されているものよりも、間違いなくより愉快です。) 90 年代には、受賞歴のあるキム スタンリー ロビンソンによる SF 三部作、レッド マーズ 、グリーン マーズ 、ブルーマーズ テラフォーミングの科学と倫理に焦点を当てています。しかし、テラフォーミングはもはや単なる SF ではありません。
私はプロとしての生涯を通じて、テラフォーミングに魅了されてきました。自然界の中で、私たちは生命という現象に意味と価値を見出すことができると感じています。さらに、私たち人間は、宇宙の生命の豊かさと多様性に貢献することで、その価値を拡大できる立場にあります。それは、ここでの生命の管理から地球上で始まります。しかし、人間のユニークな能力のおかげで、私たちは地球を超えて生命を拡大することを想像することができます.火星は、これを行うための私たちのモチベーションと能力が実際に試される最初の場所です。
太陽系の他のすべての世界の中で、火星だけがテラフォーミングの現実的な可能性を秘めています。私たちの惑星の調査は、それが過去に居住可能であったことを示したので、以前の栄光を取り戻すためのすべての要素を持っているはずです.主な課題は、地球を温暖化することです。地球温暖化は、私たち人間が得意とする技術です。
私たちが知る限り、火星には生物圏を構築するための重要な材料、つまり水、窒素、二酸化炭素があります。過去 10 年間のミッションにより、高緯度には水の氷が豊富に存在することが確認されており、最近、キュリオシティ ローバーが土壌中の硝酸塩 (質量で約 0.03%) を検出しました。二酸化炭素が主なワイルドカードです。火星には炭酸塩鉱物の広大な層があるかもしれませんが、この形態の二酸化炭素はガスとして簡単に放出されません。テラフォーミングの成功は、南極冠と極地土壌にかかっています。それらは、大気をわずかに膨らませるのに十分な二酸化炭素を含んでいる可能性があります。あるいは、地球の海面気圧と同じ圧力を火星に生み出すのに十分な量の二酸化炭素を蓄えている可能性があります。
後者の場合、火星の気候に関する研究は、火星には 2 つの安定点があることを示しています。現在の気候は、大気が薄く、極冠が厚く、平均地表温度が摂氏マイナス 60 度と安定しています。しかし、火星には 2 つ目の安定した気候状態があり、大気は厚く、極冠は薄く、気温は摂氏 15 度です。それが、火星のテラフォーミングを実現可能にするものです。その気候を最初の状態から 2 番目の状態に押し上げることができれば、穏やかな状態が自立するでしょう.
それは非常に急速に起こる可能性があります。温室効果ガスによる地球温暖化の速さから判断すると、火星は 100 年以内に温暖な気候状態に移行する可能性があります。最も効率的な技術は、毒性がなく、オゾン層の発達を妨げず、太陽の紫外線放射による破壊に抵抗する、クロロフルオロカーボンまたはより適切には過フッ素化化合物などの超温室効果ガスを生成することです.好奇心は最近、火星の岩石にフッ素が存在することを確認したので、成分はすべてそこにあります.
火星が暖かくなると、水が表面を横切って流れ始め、地球のような水循環が定着します。光合成生物は繁栄できるようになり、土壌の硝酸塩と過塩素酸塩を窒素と酸素ガスに変えます。人間は宇宙服なしで歩き回ることができますが、酸素マスクは必要です。
その時点から、テラフォーミング プロジェクトは酸素の構築に焦点を当てます。人間が自然に呼吸するには、酸素レベルが 13% 以上、二酸化炭素レベルが 1% 以下である必要があります。地球上の生物圏は、太陽光を利用してバイオマスと酸素を生成し、エネルギー変換効率は 0.01% です。このままでは、火星に地球のような大気ができるまでに 10 万年かかります。 0.01% は、海洋、砂漠、および森林で平均化されています。単位葉に関する光合成の本質的な効率は、はるかに高く、約 5% です。それが火星全域で実現できれば、時間スケールは数百年になる。合成生物学はそれをさらに加速できるかもしれません.
科学ではよくあることですが、決定要因は技術的なものではなく、社会的および倫理的なものかもしれません。たとえば、火星が独自の生命を持っていることが判明した場合、私たちはどのように反応しますか?最初のステップとして、火星の生命が地球の生命とどのように関係しているかを明らかにする必要があります。両者は、一方の世界で誕生し、隕石によって他方の世界に広がった、同じ生命体である可能性があります。テラフォーミングの計画には影響しないかもしれません。
火星の生命が地球の生命と無関係であり、明らかに生命の第二の起源を表している場合、状況はより厄介です。火星を改変する動機は、地球生命の新しい生息地を作ることではなく、土着の火星生命の豊かさと多様性を高めることです。既存の着陸船と探査機は、微生物のヒッチハイカーが惑星間クズなどの土着の生物を圧倒しないように、取り外すか滅菌する必要があります。
おそらく、火星の生命は、惑星をかつての状態に復元したテラフォーミングされた世界に感謝するでしょう.しかし、このプロセスには生命のない世界をテラフォーミングするよりも時間がかかり、別の終点に到達することになる.火星が地球生命の前哨地になるか、惑星サイズの荒野の避難所になるかにかかわらず、豊かで多様な地球規模の生物圏をホストするように火星を変更することは、人類の最大の創造的成果の 1 つです。
クリストファー P. マッケイは、NASA エイムズ研究センターの上級科学者です。マッケイは、南極大陸の氷に覆われた湖、シベリアとカナダの北極圏の永久凍土、アタカマ、ナミブ、サハラの砂漠を探索して、これらの極端な環境での生活を研究してきました。彼は、2005 年の土星の衛星タイタンへのホイヘンス探査機、2008 年のマーズ フェニックス着陸ミッション、2012 年のマーズ サイエンス ラボラトリー ミッションの共同研究者でした。
この記事は最初に公開されました Nautilus Cosmos 2016 年 11 月。
