La terraformación de Marte (1ª Parte)

De ese porcentaje disparatado de dióxido de carbono (CO₂) hablaré más adelante.

Los humanos necesitamos oxígeno para sobrevivir y el 0.14% contenido en el aire de Marte no basta para que nuestro cuerpo lo procese como toca. Necesitamos que el aire que respiramos contenga un mínimo un 19.5% de oxígeno, por lo que el uno de los objetivos para la terraformación de Marte será aumentar los niveles de oxígeno de su atmósfera.

En nuestro planeta tenemos unos aparatos estupendos llamados plantas que son capaces de tomar dióxido del carbono del aire y producir oxígeno usando la energía del sol. Si no tenemos prisa para mudarnos de planeta, entonces bastará con mandar líquenes y plantas simples al planeta rojo para que vayan haciendo su trabajo. Si la mudanza planetaria es algo más urgente, entonces esta solución no es suficiente porque pasarían decenas o cientos de miles de años hasta que la atmósfera de Marte igualara los niveles de oxígeno de la Tierra.

El proceso se podría acelerar mucho mandando «fábricas de oxígeno» a Marte que conviertan en oxígeno el CO₂ presente en la atmósfera de manera más rápida que las plantas. El objetivo de estas fábricas sería aumentar la proporción de oxígeno lo suficiente como para que vida vegetal más compleja pudiera crecer y esparcirse por la superficie marciana. Estas plantas podrían estar además genéticamente modificadas para que realizaran el proceso de fotosíntesis de manera más eficiente y, por tanto, liberaran más oxígeno.

Esta operación tendría un coste energético (2200 TW-año) equivalente al de 138 veces la energía que el planeta entero usó en 2011, pero una vez acabada podríamos dejar que las plantas siguieran haciendo el trabajo sucio por nosotros a medida que colonizaran el planeta. La energía que utilizarían las plantas sería más o menos la misma que las máquinas, pero ellas estarían repartidas por una superficie inmensa y la tomarían directamente de la luz solar.

Pero la presencia de oxígeno en una proporción correcta no nos basta para respirar. Antes de empezar con esta estrategia, tendremos que ocuparnos del peliagudo asunto de la presión atmosférica.

Otra gran desventaja de la atmósfera de Marte (al menos para nosotros) deriva del pequeño tamaño del planeta, que produce un campo gravitatorio con una fuerza 2.6 veces menor que el de la Tierra. A consecuencia de ello, Marte no es capaz de retener tanto gas cerca de la superficie como nuestro planeta y su atmósfera es muy fina .

La presión atmosférica en Marte es de unos 0,6 kilopascales. En comparación, nuestra atmósfera ejerce una presión de 101 kilopascales al nivel del mar, un valor casi 170 mayor.

¿Y qué significa esto?

Aunque normalmente no lo tengamos presente, el aire tiene una densidad de más o menos 1.24 kg/m³ a nivel del mar. Es decir, 1.24 kg de masa actúan sobre nuestro cuerpo por cada metro cúbico de aire que hay por encima de nuestras cabezas (con la altura la densidad del aire va bajando, así que esos 1.24 kg no son constantes con la altitud). El resultado, en términos de presión, es que la atmósfera terrestre presiona cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo con una fuerza de 1 kg al nivel del mar.

Oye, pero yo no me noto presionado en absoluto y debería estarlo, ¿no?

Para nada porque mientras la el aire a nuestro alrededor empuja desde todas las direcciones nuestra piel «hacia adentro», la misma presión actúa sobre las paredes del interior de nuestros pulmones, oídos y estómagos, ejerciendo fuerza «hacia afuera».

La presión atmosférica juega un papel crucial en nuestra respiración porque el aire fluye de zonas donde hay presión más alta a donde es más baja.

Nuestros pulmones son capaces de variar su volumen gracias a un músculo llamado diafragma. Cuando el diafragma baja, el volumen de los pulmones aumenta y, por tanto, la presión en su interior disminuye a niveles que están un poco por debajo de la presión atmosférica. Como entonces la presión que hay fuera de nuestro cuerpo es mayor a la que tenemos dentro, el aire se cuela por nuestras narices y fluye hacia los pulmones.

(Fuente)

La cuestión es que, con presiones atmosféricas más bajas, hay que «abrir» mucho los pulmones para poder situar nuestra presión interior por debajo de la atmosférica y permitir el flujo de aire hacia nuestro interior. En el caso de Marte, la presión es de apenas 0.006 kg/cm² (comparado con 1 kg/cm² en la Tierra).

Esto significa que si aterrizamos en la superficie y nos quitamos el casco, incluso si la proporción de oxígeno en la atmósfera fuera la correcta, apenas llegaría a nuestros pulmones y moriríamos asfixiados igualmente.

O sea que, si queremos vivir en Marte no sólo necesitaremos una mayor proporción de oxígeno, sino que también habrá que aumentar la presión atmosférica o, lo que es lo mismo, aumentar el grosor y la densidad de su atmósfera para que ese oxígeno pueda fluir hasta nuestros pulmones. Y eso sólo se puede hacer apilando más gas sobre la superficie.

Por suerte, hay mucho gas atrapado en la superficie marciana esperando a ser liberado.

Se cree que sólo en el polo sur marciano hay suficiente dióxido de carbono congelado como para elevar la presión de la atmósfera del planeta hasta entre el 300 y 600 milibares (que es entre un 30 y un 60% de la presión de la atmósfera terrestre al nivel del mar).

Teniendo en cuenta que, en nuestro propio planeta, en la cima del monte Everest la presión es un 33% la que hay en el nivel del mar y que el asentamiento permanente más alto del planeta se encuentra a 5.100 metros de altura, con una presión equivalente al 64% de la que hay en el nivel del mar, el panorama parece esperanzador en este aspecto.

(Fuente)

Todo ese gas liberado aumentará la presión atmosférica y nos permitirá, al menos, llevar a cabo la mecánica de respirar. Pero, claro, el problema entonces es que tendremos una atmósfera formada en más de un 95% por dióxido de carbono… Y basta una proporción del 5% de dióxido de carbono en el aire para que nos resulte tóxico. Así de delicados somos.Aunque las plantas al final consiguieran reducir la cantidad de dióxido de carbono del aire, dejando una atmósfera con un nivel similar de oxígeno al de la Tierra (un 21%), el exceso de dióxido de carbono seguiría resultando tóxico debido a su proporción.

¿Entonces qué ventaja tiene evaporar todo ese dióxido de carbono, si seguiremos sin poder pasearnos por allí sin un equipo de respiración?

Porque como Marte no tiene campo magnético, una atmósfera más densa protegería a los colonizadores de la radiación del espacio (de la que hablaré con más detalle en la próxima entrada) e incluso desintegraría pequeños asteroides antes de que choquen contra el suelo. A salvo de la radiación, de la que habría de protegerse con complicados trajes el único equipamiento que necesitaremos para movernos por el planeta rojo será un aparato de respiración.

Lo que nos proporcionará una mayor comodidad y además evitará que hagamos el panoli con estas pintas si nos encontramos con vida marciana. (Fuente)

Esto tampoco quiere decir que sea completamente imposible reducir la proporción de CO₂ hasta niveles más seguros llenando la atmósfera con otros gases. Por ejemplo, aunque aún no se han detectado físicamente, se cree que en Marte podrían existir depósitos de nitratos que, de ser liberado el nitrógeno que contienen, añadirían otros 250 milibares de presión a la atmósfera.

En ese caso quedaría una atmósfera de entre 550 y 850 milibares de presión (entre el 55 y el 85% de la presión en la superficie terrestre) compuesta en su mayoría por dióxido de carbono y nitrógeno, con un porcentaje creciente de oxígeno que iría reduciendo el de CO₂ a medida que las plantas colonizaran el planeta.

Reducir los niveles de dióxido de carbono por debajo del 5% de la composición atmosférica sería una tarea casi imposible y tampoco podemos solucionarlo convertiendo todo el CO₂ todo en oxígeno, ya que demasiado oxígeno en el aire también puede resultar tóxico. Añadiendo gases inertes como el nitrógeno, al menos podríamos reducir la complejidad del equipo de respiración que tendríamos que llevar por la superficie marciana y convertirlo en algo más o menos cómodo.

Pero bueno, la cuestión es que para evaporar todo ese dióxido de carbono congelado que nos va a proteger de la radiación del espacio tendremos que elevar la temperatura del planeta, que oscila entre unos agradables 20ºC a mediodía en el ecuador en verano y unos no tan agradables -153ºC en los polos.

Pero esta cuestión queda para la entrada del próximo día, en la que trataré qué podemos hacer para subir la temperatura del planeta y, además, de dónde vamos a sacar el agua.

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