Proteger Marte sin magnetosfera: ¿puede ayudar la ingeniería genética?

Es el año algo-algo, y el sistema solar ha sido colonizado. El Sol está rodeado por una creciente nube de hábitats, Venus es un verdadero mundo jardín, Júpiter está siendo alimentado en masa por el sol para que algún día se convierta en una enana marrón, la nube de Oort es la nueva frontera, la esperanza de vida humana es biológicamente indefinido, y Marte, a pesar de ser el candidato menos atractivo para la terraformación, se ha convertido en un mundo con vida protegido por un satélite superconductor que produce un campo magnético situado en el punto L1 de Lagrange.

Es un tiempo de maravillas y milagros.

Hasta que no lo es.

Algo causó el colapso de esta civilización, y ahora solo quedan abandonados alrededor del sol, los ciudadanos de la Tierra, Venus y Marte habían retrocedido a un estado animal mientras todos los demás morían, se cargaban en bancos de computadoras en Titán o huían a Oort. nube y más allá.

A lo largo de todo esto, el Satélite sobre Marte había perseverado, manteniéndose en su estación como un centinela de antaño con un escudo de campos magnéticos para siempre... oh, no importa, fue golpeado por un síndrome de Kessler en todo el sistema. Supongo que sin Marte está condenado... ¿Verdad?

Esencialmente, me pregunto si es posible tener una copia de seguridad en caso de que ocurra un evento de este tipo. No es práctico poner en marcha el núcleo de Marte, así que eso está descartado. ¿Quizás tener una mezcla de formas de vida modificadas genéticamente para crear una atmósfera especializada más resistente a los vientos solares? ¿Si es así, cómo? ¿Hay otras alternativas sobre la mesa? ¿Tenemos que ir todo Darwin IV en Marte?

Algo para salir del camino.

Marte ha sido parcialmente terraformado, hay un mar de agua líquida, el aire ha aumentado, aunque no al nivel de la atmósfera terrestre y con, al menos para los terrestres, altos niveles de dióxido de carbono. Las plantas y los animales se han adaptado a estas condiciones.

Editar:

En primer lugar, gracias a todos los que han comentado hasta ahora, realmente ayuda.

Ahora, parece que es posible que no haya quedado claro lo que estaba preguntando exactamente. ¡Entonces! Para remediar esto, permítanme dar algunas aclaraciones más que antes.

  • El principal punto de debate es que existe la necesidad de un blindaje debido al hecho de que la pérdida atmosférica se produce a lo largo de escalas de tiempo geológicas. La cuestión es que los habitantes de Marte en el escenario se convertirían en una especie poshumana adaptada al planeta rojo (?) (los fragmentos de azul/violeta y vegetación arruinan un poco la imagen) y eso tomaría escalas de tiempo evolutivas, es decir, al menos un milenios o más. Ahora, ¿por qué los humanos llegaron a tal estado? Esa es una publicación para otro momento, pero basta con decir que tengo interés en mantener la atmósfera intacta durante el mayor tiempo posible, preferiblemente cuando el sol es lo suficientemente grande como para no la Tierra.

  • Cuando dije que la vida en Marte se ha 'adaptado', lo que quise decir fue 'diseñada genéticamente' y luego, durante milenios, se acostumbró a Marte. Esto se debe al hecho de que Marte es en realidad un candidato de terraformación muy poco atractivo para una copia al carbón de la Tierra (Venus, una vez que se enfrió con espejos, se aceleró con ataques de cometas dirigidos para producir un día más "normal" de 24 horas / ciclo nocturno, poner en marcha su magnetosfera, cambiar ligeramente la inclinación axial obtener algunas estaciones y canalizar la mayor parte del CO2 y N fuera de la superficie para ser utilizado en el proceso de terraformación, enviado a Marte, los hábitats espaciales o triturado en una luna de diamante de tamaño considerable con trozos de Mercurio rociados; el resultado final es un buen candidato para la colonización, aunque un poco en el lado tropical;)), así Marte fue terraformado hasta que fue 'suficientemente bueno', lo que significa que el cuerpo de agua más profundo tiene alrededor de 1.5-2 kilómetros de profundidad, la atmósfera se espesó aunque no la Tierra 14.7 psi de presión atmosférica pero lo suficiente como para causar tormentas de cierta preocupación, por lo que alrededor de 9-10 psi si mi horrible conocimiento de la ciencia atmosférica la estimación es correcta. La vida allí, junto con la población humana, fue modificada genéticamente para manejar presiones más bajas y niveles mucho más altos de CO2 (aunque los altos niveles de CO2 darían una excusa de por qué los colonos se volvieron salvajes, aunque no una buena), y tienen en general, una mejor reparación de la radiación, aunque eso se agregó después de la burocracia y la minoría vocal que gritaba "¡por si acaso!". Sin embargo, la vida en Marte puede vivir en condiciones más extremas, aunque me gustaría mantener las condiciones como se indicó anteriormente durante el mayor tiempo posible.

  • La pregunta que hago es si hay alguna forma de mantener esa atmósfera sin maquinaria y, en cambio, a través de algún proceso biológico, ya sea que evolucione naturalmente por coincidencia o mediante ingeniería genética.

Gracias.

Haz tus números Actualmente, Marte pierde alrededor de 100 gramos (un cuarto de libra) de atmósfera cada segundo , lo que equivale a unas 3000 toneladas por año. diría que el número no dependerá tanto de la densidad del aire en la superficie, pero uno puede multiplicarlo por 100, la masa actual de la atmósfera es de aproximadamente 2.5e13t, por lo que si la presión en la superficie fuera de 100 kpa, perdería el 1 por ciento de tardará unos 100 millones de años. mucho tiempo para extinguirse o arrastrarse de regreso a la tecnología y la era espacial.
No es un problema. La falta de un campo magnético conduce a la pérdida de atmósfera a lo largo del tiempo geológico . No es un problema de escalas de tiempo humanas, ni siquiera un problema de escalas de tiempo históricas. Solo hay 15.000 años entre la invención de la agricultura y nuestros días... y se necesita al menos un millón de años para que la pérdida de la atmósfera sea medible.
Como señala MolbOrg, la pérdida atmosférica es algo de lo que preocuparse en escalas de tiempo geológicas. Además, una atmósfera con la misma presión superficial que la de la Tierra será mucho más profunda que la de la Tierra, lo que la convierte en un escudo de radiación muy efectivo. Marte simplemente no necesita un campo magnético. Sin embargo, su "mundo jardín" Venus está en problemas, ya que incluso si de alguna manera lidia con su atmósfera infernal, dependerá de algún tipo de sombras orbitales y fuentes artificiales de luz / calor para hacerlo habitable. A medida que fallan los sistemas de soporte, comenzará a tostarse cada día de 2 meses y a congelarse cada noche de 2 meses.
Parece que estás pensando que el único efecto de la falta de magnetosfera es que el viento solar se lleva la atmósfera. Pareces estar olvidando que el viento solar en sí mismo es peligroso y está lleno de radiación.
@DKNguyen una atmósfera bloqueará la radiación, especialmente si se acumula lo suficiente como para tener ~ 1 atm de presión superficial en la gravedad de Marte. Incluso la atmósfera existente proporciona una gran protección: jpl.nasa.gov/images/estimated-radiation-dosage-on-mars
@ChristopherJamesHuff Hmmm. Veo.
@Seraphim Según la edición: su caracterización de Venus como un mejor candidato para la terraformación es... dudosa. Convertir a Marte en un jardín paradisíaco sería un buen proyecto paralelo mientras intentas que Venus sea apenas habitable. Y en cualquier caso, hay poco que la biología pueda hacer aparte de desarrollar una civilización tecnológica para obtener una atmósfera de reemplazo fuera del mundo, y la pérdida atmosférica es lo suficientemente lenta como para que posiblemente puedas desarrollar una nueva forma de vida inteligente para construir esa civilización (los mamíferos han existido hace menos de 200 millones de años).
@ChristopherJamesHuff Recomiendo ver los videos "Spring time on Mars", "Winter on Venus", "Terraforming Techniques", "Colonizing Venus", "Colonizing Mars" de Isaac Arthur en YouTube.
@Seraphim No lo hago. Los hechos son que Venus necesita una alternancia atmosférica drásticamente más severa, la importación de enormes cantidades de hidrógeno y cambios en su rotación que son simplemente imposibles de lograr con algo parecido a la tecnología actual, o megaestructuras orbitales para sombrear y reflejar la luz solar que son solo un poco más plausible. Terraformar Marte es algo lo suficientemente cercano a nuestras capacidades actuales que podemos pensar seriamente en ello, pero terraformar Venus está completamente más allá de nosotros.
@ChristopherJamesHuff La rotación se puede resolver mediante el bombardeo estratégico de cometas desde la nube de Oort o el sistema exterior para acelerar la rotación. Esto también proporciona hidrógeno, aunque considerando que el levantamiento estelar es una cosa en este entorno y los envíos de la masa del sol, ya sea en algún tipo de bodega de carga o con un haz de partículas que rebota de satélites magnéticos, un haz de hidrógeno puede apuntar a Venus. Se necesitaría sombra al principio para enfriar a Venus y extraer la atmósfera adicional, pero después Venus podría ser lo suficientemente estable como para permitir la eliminación de la sombra. Esto es opcional, por supuesto.
Quiere que el hidrógeno retenga el exceso de oxígeno, y el hidrógeno en los objetos de la nube de Oort ya está ligado al oxígeno, además está agregando aún más nitrógeno... eso realmente empeora las cosas. También tiene problemas energéticos... en resumen, Venus no se enfriará mientras lo haces, y es posible que tengas que esperar un tiempo para que vuelva a tener una superficie sólida estable. Y podrías darle a Marte océanos profundos y una atmósfera densa con una fracción de los impactadores en mucho menos tiempo, sin tener que recurrir a realizar operaciones de levantamiento de estrellas en el sol .
@ChristopherJamesHuff Bueno, supongo que es una cuestión de perspectiva. Los proyectos de terraformación ocurren en el futuro, por lo que lo que es factible ahora y en el futuro será muy diferente. Hay problemas con los métodos que describí, sí, pero no cuento las palabras para profundizar en el proceso real que imagino. Si te preguntas cómo llegué a tales ideas en primer lugar, te recomiendo los videos que enumeré de antemano. Al menos para explicar lo que hicieron mal y proponer una mejor fuente de información de terraformación. ¡Aunque la conversación no conduce a la pregunta en cuestión!
No es una cuestión de perspectiva, sino de física. Tampoco se trata de tecnología: casi cualquier cosa que ayude a lidiar con los problemas en Venus también ayudará con Marte. Y, en general, no recomiendo ningún video de YouTube como fuente para este tipo de información. Al menos verifique la información con otras fuentes, o ejecute algunos números para validar cosas como las afirmaciones que repitió sobre el cambio de la rotación de Venus. Ciertamente, no digas "aquí, mira horas de los videos de este tipo" cuando alguien señala que algo no tiene sentido físico o lógico.
Lo sé. Lo que ayuda a Venus ayuda a Marte. Y en cuanto a los videos de YouTube, sí, la mayoría de esos videos no son nada buenos. Lo admito, no soy matemático, pero después de encontrar los videos hice una verificación de antecedentes sobre quién dirigía el programa, aquí está el enlace wiki si está interesado en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Arthur . De todos modos, esto se ha descarrilado un poco, ¡esta pregunta es sobre Marte, no sobre Venus :)!
Sé quién es Isaac Arthur. Me he encontrado con otras personas con conceptos erróneos extraños basados ​​en sus videos. No, no voy a ver sus videos.
@ChristopherJamesHuff ¿Conceptos erróneos? Podría decir algunos. Si me han dado información inexacta me gustaría saber. Y tal vez los conceptos erróneos que has escuchado se deban a la falta de contexto.
Sugerir que Venus es un mejor objetivo de terraformación que Marte muestra un profundo malentendido de la escala del problema. Al tratar de estimar cuántas veces más difícil sería terraformar Venus, la pregunta no es cuál sería el primer dígito, sino cuántos ceros poner al final. Nadie que sugiera tal cosa tiene la menor idea de lo que está hablando, y no hay necesidad de perder más tiempo en sus videos.
@ChristopherJamesHuff No es el único que sugiere tales cosas, projectrho.com/public_html/rocket/colonysite.php .

Respuestas (3)

/Las plantas y los animales se han adaptado a estas condiciones/

¡Se adaptan más! La diferencia entre una presión atmosférica baja y una presión atmosférica cada vez más baja es mucho menor que la diferencia entre vivir bajo el agua en un océano y vivir en un desierto. La vida terrestre logró la última hazaña. Con el tiempo, tus criaturas de Marte pueden lograr lo primero.

Podría imaginar fotosintetizadores con capas cerosas robustas para limitar la pérdida de agua en la baja presión atmosférica. Quizás estas criaturas se aferran al oxígeno que forman en sus tejidos al igual que se aferran a los azúcares, por lo que pueden usar ambos para el metabolismo posterior en lugar de depender del O2 atmosférico.

Esta sería una buena narración de historias. Habría la flora y la fauna autóctonas marcianas que en algunos lugares estarían desapareciendo. Luego están las formas adaptadas que se están extendiendo, similares a las que había antes, pero más y diferentes.

¡No olviden la vida terrestre adaptada que ha formado simbiosis con la vida autóctona de Marte! ¿Podría esa simbiosis girar hacia el otro lado? Recuerde que la vida de Marte hizo todo esto de "perder la atmósfera" una vez antes, y lo superó.

¡Gracias por la generosidad @Seraphim!

Sobre la base del comentario de MolbOrg, parece que solo tiene que producir 100 g de contenido atmosférico para contrarrestar el efecto de los vientos solares en la atmósfera.

Entonces, la antigua civilización podría haber creado enormes máquinas que producen gases del suelo. Por ejemplo, en los postes podría haber un proceso de electrólisis de óxido sólido instalado que convierte el agua en hidrógeno y oxígeno. Como el prototipo MOXIE .

También se ha encontrado sílice en Marte . Que reacciona en parte al agua, cuando se combina con ácido fluorhídrico.

O básicamente de cualquier otro material que las antiguas civilizaciones trajeron allí. Alimentados por fusión solar o nuclear, ya que parecían haber sido bastante avanzados.

La sílice no se puede convertir en agua con nada que no sea la transmutación nuclear, y no necesita ácido fluorhídrico para extraer el oxígeno. Y los MOXIE para electrolizar el dióxido de carbono... no necesita un elegante electrolito de óxido sólido de alta temperatura para electrolizar el agua.
@ChristopherJamesHuff La sílice es dióxido de silicio. Y SiO2 + 6 HF -> H2SiF6 + 2 H20 Claro, puedes hacer algo menos sofisticado para electrolizar el agua.
Eso no es "convertir sílice en agua", es producir algo de agua como producto de la reacción con ácido fluorhídrico. ¿Dónde vas a conseguir eso? El flúor es extremadamente escaso y debe separarse de los fluoruros minerales, lo que requiere incluso más energía que separar el oxígeno de los óxidos. Peor aún, la única fuente local de hidrógeno es el hielo de agua existente, lo que hace que toda esta reacción sea un callejón sin salida.
@ChristopherJamesHuff Tienes razón. Cambié la redacción. Bueno, el ácido fluorhídrico podría haber sido traído allí en grandes tanques de almacenamiento de la antigua civilización. Dado que terraformaron Marte tan sustancialmente que la vida vegetal y los animales pueden habitarlo, eso no parece demasiado exagerado.
Todavía está el problema de que el flúor es muy escaso, y el átomo de flúor en una molécula de HF pesa 19 veces más que el hidrógeno, más que una molécula entera de H2O. Necesitas transportar hidrógeno a Marte y extraer oxígeno de la roca... HF es una forma terrible de hacer lo primero y no es necesario para hacer lo segundo. Simplemente podría importar hidrógeno elemental para combinarlo con el oxígeno para producir agua y electrolizar roca fundida directamente para producir oxígeno libre (busque electrólisis de óxido fundido). Entonces, "solo" necesita importar unos cuantos quintillones de toneladas de nitrógeno para obtener una atmósfera similar a la de la Tierra...
Lo siento, corrección: algunos quintillones de kilogramos . Sólo unos pocos cuatrillones de toneladas. En su lugar, puede importar amoníaco: es más fácil de transportar y obtiene parte del hidrógeno que necesita junto con el nitrógeno (3,5 veces más hidrógeno por kg de NH3 que obtiene por kg de HF, además de que realmente necesita nitrógeno, además de que el amoníaco existe en realidad en objetos Kuiper/Oort).

lo que podrias tener una hiper bacteria, que es muy liviana, y flota en la atmosfera, se alimentan de luz, calor, radiacion, etc. lo que quieras, estan en tal numero que bloquean los vientos solares, alli podria haber otras bacterias para descomponer parte de la superficie para crear más atmósfera, las cuevas también serían una alternativa, solo haz que tu fauna esté bajo tierra en su mayoría, y un mecanismo de seguridad que absorba la "atmósfera" que ya tenía, y llévala a un refugio, plantas llegar a este tanque, y formar un ecosistema dentro del refugio, dejas que algunos sobrevivan adentro, así como animales, y cierras cualquier salida de gas, la planta también tiene una pieza para la recolección de luz solar, capa cerosa para reducir la pérdida de agua, y posiblemente obtenga más energía del sol y una mezcla de quimiosíntesis (también podría tener una máquina para el uso de vientos solares para energía pura,y las plantas se adaptan gracias a la modificación genética para transformar más tipos de energía para que la utilicen)

tener un súper bosque resistente al viento solar, del que crece un escudo, por lo que crea un sistema de cuevas, las redes de micelio funcionan como parte de este ecosistema, el micelio aquí se modificó para ser mucho mejor y más inteligente, crece dentro del escudo solar, y transforma el calor del sol en energía que se distribuye a través de las plantas, se utiliza energía de tipo eólico, que puede ser en su mayoría material no afectado ya que los vientos marcianos son generalmente más fuertes que los de la tierra

el mar puede tener un nuevo techo de materiales, en la superficie protegiéndolo de la evaporación, también, las plantas pueden convertir el calor en energía, así como la luz que golpea la superficie, el agua estaría altamente oxigenada, la criatura transformaría parte del la tierra de los techos de las cuevas se convierte en comida, y las plantas, los peces, etc. comen sus excrementos, podrían sobrevivir durante algún tiempo,

perdón por el desorden, estoy un poco cansado

El viento solar no penetra en la atmósfera, se desvía hacia arriba en los tramos superiores de la ionosfera. Estarías parcialmente protegido incluso en órbita baja, aunque Marte ya no tiene un campo magnético global ( lasp.colorado.edu/~brain/images/ duced_more.jpg ). Principalmente, debe preocuparse por los rayos UV, y una atmósfera oxigenada formará una capa de ozono en las condiciones adecuadas.