Agricultura en un exoplaneta

Hay muchos factores específicos que serían relevantes para responder a esto. Aquí hay algunos:

• ¿Cuál es la composición de la atmósfera del planeta?

• ¿Hay algún suelo/regolito y de qué está hecho?

• ¿El planeta tiene placas tectónicas? (Esto es indirectamente relevante para responder algunas de las preguntas anteriores).

• ¿Hay agua líquida en el planeta? ¿Existe un ciclo del agua? (es decir, ¿llueve?)

• ¿Ya hay vida nativa en el planeta?

Lo más probable es que sepamos las respuestas a todas estas preguntas mucho antes de que podamos enviar naves espaciales allí, así que supondré que las conocemos. (Enviar naves espaciales a exoplanetas se convierte en una tecnología de ciencia ficción seria, pero comprender su composición a través de la detección remota es algo que ya hemos comenzado a hacer, y mejoraremos mucho en las próximas décadas).

La composición atmosférica es importante porque las plantas necesitan tanto oxígeno como CO2 para crecer. Si no tienes CO2, será inútil cultivar cualquier cosa en el planeta, porque todos los seres vivos necesitan carbono. Pero, afortunadamente, el CO2 es muy común en las atmósferas planetarias, por lo que es probable que haya algo.

El oxígeno es un poco más complicado. En nuestro sistema solar, solo la Tierra tiene una cantidad sustancial de oxígeno en su atmósfera, y ese oxígeno fue producido por la vida. Por lo tanto, es mucho menos probable que su planeta tenga oxígeno en su atmósfera, a menos que ya tenga su propia vida. (Sin embargo, no es completamente imposible, porque podría producirse una atmósfera rica en oxígeno como resultado del escape de hidrógeno ). Si hay CO2 pero no oxígeno, entonces no puede cultivar plantas, pero aún podría ser posible que crezcan cianobacterias , que Son bacterias que pueden hacer fotosíntesis. El oxígeno de la Tierra fue producido originalmente por cianobacterias, antes de que evolucionaran las plantas. Entonces, si tuviera suficiente paciencia, podría usar cianobacterias para aumentar la cantidad de oxígeno y luego cultivar plantas después de eso. Sin embargo, podría tomar millones de años.

Probablemente también necesite nitrógeno en la atmósfera, a menos que ya haya nitrógeno en el suelo. Pero el nitrógeno también es muy común en las atmósferas planetarias, por lo que es probable que esté allí.

Alternativamente, si la atmósfera no es adecuada para las plantas o las cianobacterias, puede intentar construir hábitats abovedados en su lugar, pero pasaré por alto esa posibilidad, porque creo que está más interesado en que las plantas crezcan al aire libre.

Luego está la cuestión de qué está hecho el suelo. Marte tiene CO2 en su atmósfera, por lo que tal vez las cianobacterias podrían crecer allí si no hiciera tanto frío. Pero el suelo allí es altamente oxidante, lo que significa que es básicamente lejía; probablemente tendrías que procesarlo de alguna manera antes de tener muchas posibilidades de cultivar algo en él.

Usted mencionó que el suelo de su planeta es pobre en nutrientes, lo que podría sugerir que el planeta no tiene placas tectónicas. En nuestro planeta, los nutrientes tienden a lavarse en el mar y quedar enterrados en los sedimentos, pero en escalas de tiempo muy largas se reciclan a medida que las placas tectónicas mueven las masas terrestres. Si eso no sucediera, simplemente se quedarían allí, en el fondo del mar. En ese caso, tendría que traer nutrientes con usted o participar en una ingeniería seria para extraerlos de los sedimentos del océano profundo.

Luego está la cuestión del agua. Si el planeta no tiene agua líquida, entonces no tienes muchas posibilidades de cultivar nada a ninguna escala, así que supongamos que sí. Si no tiene un ciclo de agua activo, las cosas serán un poco complicadas, pero probablemente tendrá uno si la luz del sol puede llegar a la superficie.

Finalmente, está la cuestión de si ya hay vida allí. Nadie sabe cómo comenzó la vida en la Tierra (aunque hay muchas teorías plausibles), por lo que no sabemos qué tan probable es que surja la vida si las condiciones son las adecuadas. Pero mi mejor conjetura es que si las condiciones ya son perfectas para la vida (hay buena tierra, agua, luz y nutrientes, etc.), entonces es una buena apuesta que la vida ya habrá surgido para llenar el nicho. En ese caso, podría ser que cualquier cosa que cultives sea devorada o superada por la vida nativa, o podría ser que algo que introduzcas sea una especie invasora, reemplazando a las especies nativas y destruyendo los ecosistemas locales. La química de la vida extraterrestre podría ser muy diferente a la de la vida terrestre, por lo que los efectos de esto podrían ser mucho más severos que el efecto de las especies invasoras en la Tierra, y eso ya puede ser bastante malo. Entonces, si ya hay vida allí, podríamos decidir que es mejor dejarla en paz y estudiarla, en lugar de introducir nuestra propia especie. (O al menos, espero que decidamos eso).

Ignorando el aspecto de la radiación infrarroja de su pregunta, lo que está describiendo es una situación no muy diferente a la que existe en muchas partes de Australia.

El grado extremo de erosión que se ha producido en Australia durante milenios ha dejado los suelos en muchas partes de Australia sin nutrientes.

Con el tiempo, las plantas nativas se adaptaron a esta situación en la medida en que ya no toleran altos niveles de potasio y fósforo, elementos que son esenciales para la mayoría de las plantas en otros lugares. Además, algunos suelos pueden carecer de otros elementos esenciales denominados "elementos traza", como molibdeno, cobre, zinc y boro .

Para compensar tales deficiencias, las empresas agrícolas utilizan fertilizantes que tienen oligoelementos agregados, como fertilizantes superfosfatados con nitrógeno, fósforo, potasio, azufre , calcio, magnesio, cobre, zinc y molibdeno .

Como resultado de la agricultura en suelos con deficiencias de elementos y nutrientes, no es raro que algunas personas tengan deficiencias de elementos, como deficiencias de cobre o zinc, que resultan en problemas de salud.

Si ocurriera una situación similar en otra parte del cosmos, espero una respuesta similar, realice pruebas para descubrir las deficiencias de los elementos del suelo y, antes de sembrar un cultivo, fertilice el pasto afectado con fertilizante enriquecido con elementos a escala localizada; fertilice solo las áreas necesarias para la agricultura.

El otro aspecto relacionado con la salud de las plantas que a menudo se pasa por alto es la contribución de los microbios del suelo .

Además, los suelos extraterrestres pueden contener compuestos que son tóxicos para muchas formas de vida, como los percolados en Marte .

En general, las plantas basadas en el espacio serán probablemente hidropónicas , por lo que lo más probable es que la agricultura inicial sea en el interior de las granjas verticales . Posiblemente utilizando materiales cosechados/procesados ​​mecánicamente para expandir cuidadosamente la configuración, pero ciertamente más productivo del trabajo humano para cultivar plantas de alto rendimiento en condiciones óptimas que especímenes más resistentes al aire libre. Si el aire libre está realmente sin vida, la atmósfera no tendrá oxígeno y se interrumpirá el ciclo del agua, por lo que cualquier planta compleja nacida en la tierra no sobrevivirá en absoluto. primero estaría buscando en la terraformación (específicamente acumular oxígeno , y eso está bastante fuera del alcance de la exploración espacial y en la construcción del mundo dada la poca información basada en hechos disponible sobre el tema).