Forrás: Másfél fok; Írta: Szabó Amanda Imola – Meteorológus-éghajlatkutató, doktorandusz az ELTE TTK Meteorológiai Tanszékén és a Másfél fok egyik állandó szerzője.
A technológiai fejlődés és a klímaváltozás erősödése miatt egyre népszerűbb a gondolat, hogy az emberiség maga mögött hagyja a Földet, és egyszerűen átköltözik egy másik bolygóra. Ha eltekintünk attól, hogy ezzel lemondunk egyetlen ismert otthonunkról, a bolygóközi költözést olyan tényezők akadályozzák, amelyeknek a megoldása időben, tudásban és erőforrásokban is meghaladják a képességeinket. Lehet, hogy belátható időn belül kolóniákat tudunk létesíteni egy másik bolygón, és elindul az űrturizmus, azonban az általunk okozott környezeti-éghajlati válság elől nem tudunk, és nem is érdemes más bolygóra menekülnünk.
A NASA kutatói bejelentették, hogy sikerrel vontak ki belélegezhető oxigént a Mars légköréből a Perseverance marsjáró alábbi, mindössze kenyérpirító méretű eszközének segítségével.
Bár egyelőre csak 10 percre elegendő oxigént élvezhetne ebből az arra tévedő űrhajós, de az eredmény rávilágít, hogy technológiai megoldások segítségével élhetetlen körülményeket is élhetővé varázsolhatunk. A gond ezzel az, hogy az oxigén hiánya csak egy a számtalan akadályból, amit le kellene küzdenünk, hogy az emberi szervezet számára élhetővé tegyünk egy bolygót. A példánál maradva, mindeképp szükségünk lesz légkörre.
Mi kell ahhoz, hogy legyen egy bolygónak légköre?
Nem mindegy mekkora a kiszemelt bolygó, ahova települni szeretnénk. Csillagrendszerünknél maradva, melynek központi csillaga a Nap, kozmikus gáz- és porfelhő sűrűsödéséből alakultak ki a gáz- és kőzetbolygók. Az óriási gázbolygók, mint a Jupiter vagy a Szaturnusz, gravitációjuknak köszönhetően meg tudják tartani a légkörüket, azonban
a felszínen lévő folyóvízhez elsősorban felszínre van szükség, így kőzetbolygókban kell gondolkoznunk, amilyen a Földünk is.
Egy bolygó légköre, ha ki is alakul, múlandó lehet, a Föld esetében sem volt ez másképp. A Föld kialakulásakor, ha korábban keletkezett is kozmikus eredetű légkör, az a Nap közelségéből adódóan elveszett. Ennek oka a napszél, vagyis a Napból kiáramló nagy energiájú töltött részecskék, melyek elragadják a légkört, ha nem elég erős a gravitáció, hogy megtartsa azt. Minél könnyebb atomokból és molekulákból áll a légkör, annál könnyebb azokat a napszélnek “elfújnia.”
A Föld másodlagos légköre már a bolygón – például vulkanizmus során felszabaduló gázokból – keletkezett, majd az évmilliárdok során további változáson ment keresztül a fotoszintézis megjelenésével. Ezt a második légkört már védte a kellően erős gravitáció és a Föld mágneses tere.
Ez a légköri oxigén feldúsulásához és a szén-dioxid szint csökkenéséhez vezetett, ami az élet számára kellemesebb hőmérsékletre hűtötte a bolygót.
A légkör megléte azonban még nem feltétlen jelent megfelelő éghajlatot.
Az üvegházhatásnak köszönhetően a légkör megfelelő hőmérsékletet biztosít ahhoz, hogy a víz egy része megmaradjon folyékony halmazállapotban. A kozmikus sugárzás egy részétől, valamint bizonyos mérettartományig a meteoritoktól is védelmet nyújt. És mint a NASA is megmutatta, ha nem is azonnal belélegezhető oxigént, de kivonható oxigént tartalmazhat, ami biztosíthatja számunkra az életet, ahogy most ismerjük.
Irány a Mars?
A realitás talaján maradva először a saját Naprendszerünkben kell keresnünk a lehetőségeket. Mivel szilárd felszínre feltétlenül szükségünk van, így a kőzetbolygókban kell gondolkoznunk.
A Merkúron a Naphoz való közelsége és a légkör hiánya miatt több száz fokos napi hőingást kellene elviselnünk. A Vénusz ilyen szempontból szerencsésebb, mert a vastag, szén-dioxidban gazdag légkör üvegházhatása megtartja a hőt, így jóval állandóbb a hőmérséklet. Az más kérdés, hogy ez a közel állandó hőmérséklet több mint 400 °C. Ezek a bolygók tehát nem szerepelnek a második Föld listán.
Bár jelenlegi formájában a Mars cseppet sem hívogató, mégis, jobb híján a marsi élet lehetséges kivitelezésén dolgozik számtalan kutató és mérnök, többek között az Elon Musk vezette SpaceX is.
A Naprendszer bolygói közül a Marsról tudunk a legtöbbet, ennek oka, hogy itt már a bolygó felszínén is számtalan mérés történt, és történik most is. Sok szempontból Föld-szerűnek tekinthető, gondolva itt a jégsapkákra, a kialudt vulkánokra vagy az évszakokra.
Azonban, ha jobban megnézzük, a Mars még mindig egy számunkra élhetetlen sivatag.
Bár a légkör több mint 95%-a szén-dioxid, de nagyon vékony, így az üvegházhatás közel sem elég erős egy számunkra kellemes átlaghőmérséklet kialakításához. Mivel a Mars másfélszer olyan messze van a Naptól, mint a Föld, ezért mínusz 62 °C az átlaghőmérséklet (szemben a Föld +15-16 Celsius-fokával), és több mint száz Celsius fokos a napi hőingás.
A Mars az egyetlen olyan bolygó, ahol a jelenlegi vizsgálatok alapján víz található, de csak a felszín alatt. Bár néhány milliárd éve még vízfolyamok tarkíthatták a felszínét, az ősi víz egy része beszivárgott és jelenleg be van zárva a kőzetekbe, egy része pedig elszökött a világűrbe. Az utóbbi jelenség oka, hogy kialakulása után körülbelül 500 millió évvel a Mars légkörének jó részét elragadta a napszél, melynek egyik oka a földiéhez hasonló, védelmező mágneses mező elvesztése 4,2 milliárd évvel ezelőtt.
A valaha hasonló vastagságú légkör jelenleg a földihez képest mindössze 1%-ot tesz ki.
A csökkenő mennyiségű légkör hatására nemcsak az ember számára is kellemes átlaghőmérsékletet biztosító üvegházhatás gyengült, hanem elpárolgott az éltető víz jó része is.
Meglátogathatjuk, de nem akarunk ott élni
A Marsra már eddig is rengeteg műholdat és marsjárót küldtünk, legismertebbek az Opportunity, a még mindig üzemelő Curiosity, vagy a 2021 februájrában landolt Perseverance és Ingeunity. Elon Musk és a SpaceX azonban elkötelezett abban, hogy még ebben az évtizedben embert küldjön a vörös bolygóra. Milyen módon maradhatnak életben az oda érkező emberek? A rövid távú megoldás a kolonizáció, a hosszú távú a terraformálás. Kezdjük a számunkra kellemesebb, utóbbi megoldással.
A terraformálás annyit jelent, hogy a technológia segítségével egy bolygót ténylegesen lakhatóvá teszünk, hogy ne csak védett bázisok belsejében legyen élhető, hanem a szabad ég alatt is. Ehhez először ismét csak szükségünk van légkörre. Ezt úgy tudnánk például elérni, ha valamiképp aszteroidákkal volnánk képesek bombázni a bolygó jégtakaróját, így a fagyott szén-dioxidból álló jég szublimálna, vagyis szilárdból azonnal gázzá alakulna. Az így a légkörbe kerülő szén-dioxid pedig megemelné a hőmérsékletet.
Egy másik lehetőség, hogy valamiképp megolvasztjuk a marsi jégsapkákat így a jégbe zárt szén-dioxid szintén kikerülne a légkörbe. Mindkét megoldás egyelőre a tudományos fantasztikum szintjén mozog, a költségekről és az erőforrásokról nem is beszélve, és ez csak az első lépés lenne a sok közül.
De ha félretesszük az anyagiakat és a technológiai tudás hiányát, a terraformálás akkor is legalább százezer évbe telne.
Ha ennek az elméleti megvalósításával még adunk pár évtizedet a tudománynak, akkor másik lehetőség a talán egyszerűbb kolonizálás, marsbázisok telepítésével. Ez nem is tűnik olyan távolinak, hiszen számtalan mérnök és kutató, köztük Elon Musk és csapata is ezen a küldetésen dolgozik. A Musk által elindított SpaceX projekt egyik célja, hogy űrhajójuk nemcsak sikeresen landoljon a Marson, de az ottani erőforrások segítségével térjen vissza a Földre. Egy ilyen küldetés sikere utat nyitna nemcsak az űrturizmus, hanem egy Marson élő expedíciós kolónia számára is.
Azonban, ahogy a Kurzgesagt alábbi, szórakoztató, de annál komolyabb kérdéseket boncolgató videójából is kiderül, a Marson való hosszú távú tartózkodás olyan kihívások elé állítaná az embert, aminek elviselésére csak a legedzettebb űrhajósok lehetnek alkalmasak, a népesség döntő része biztosan nem.
A cikk nyitó példájánál maradva: a Marson nem tud az ember lélegezni. Mesterségesen ellátható a bázis megfelelő összetételű levegővel, de ehhez energia szükséges. A Nap energiájából a Földhöz képest jóval kevesebbet kapó Marson a rendszeresen körbefutó, árnyékoló porviharok nem kedveznek a napenergia-termelésnek. A szélenergiához nem elég sűrű a légkör, a geotermikus energiatermeléshez túl hideg a bolygó.
Az erősen rákkeltő kozmikus sugárzástól szintén nem védene a légkör, úgy ahogy a Föld esetén teszi. A talaj erősen lúgos, hiányoznak belőle a növénytermesztéshez szükséges tápanyagok. A földihez képest 38%-nyi gravitáció pedig a csontok és izomzat leépüléséhez vezetne.
A Földhöz sok tulajdonságában hasonlító Marson így egyelőre elképzelhetetlen az ember számára az élet.
A Naprendszeren kívüli bolygókat nagyjából elfelejthetjük
A földi élethez hasonló életre alkalmas bolygó után kutatva a csillagok körüli élhető zónában (“habitable zone”) kell elkezdeni a keresgélést. Az élhető zónában található bolygók olyan távolságra keringenek a csillagtól, ahol a hőmérséklet megfelelő lehet a folyékony víz jelenlétéhez a felszínen. Az élhető zóna klasszikus megközelítése az élet jelei után kutatva ráadásul nem elég pontos, hiszen a folyékony víz jelenlétéhez megfelelő hőmérséklet nemcsak a távolságtól, hanem a légkör jelenlététől, uralkodó nyomási viszonyoktól stb. függ.
A Naprendszerünkhöz legközelebb eső másik rendszer a Proxima Centauri. Azonban ez is elég messze van, hiszen
ha fénysebességgel tudnánk utazni, még akkor is 4 évbe telne, hogy egyáltalán odaérjünk.
Ennek egyik bolygója, a Proxima Centauri B, a központi csillagtól élhető távolságra kering, tehát annyi energia jut a bolygóra, ami megfelelhet a folyékony víz jelenlétének a felszínen. A Földnél körülbelül 1,3-szor nagyobb tömegű, de hasonló méretű kőzetbolygó. Húszszor közelebb van a központi csillaghoz, mint a Föld a Naphoz így egy év mindössze 11 földi nap.
Az eddigi kutatási eredmények alapján nem kizárt, hogy van légköre a bolygónak, sőt az oxigén jelenléte sem lehetetlen. A mágneses tér hiánya, a csillaghoz való közelsége és a központi, a Napunktól eltérő típusú csillag erőteljes sugárzása okozta extrém űridőjárás miatt azonban valószínűtlen az élet a bolygón.
Ennek oka, hogy a Proxima Centaurihoz hasonló vörös törpe csillagok jóval erősebben sugároznak röntgen és ultraibolya tartományban, mint a mi Napunk, aminek hatására az élethez fontos oxigén és nitrogén fokozatosan (néhány millió éves távlatban) elszökik a világűrbe. A becslések alapján nem valószínű, hogy a hiányzó molekulákat például vulkanizmusból származó gázok pótolnák, ráadásul nincs a bolygónak mágneses tere, ami valamennyire védelmezné a napszéltől. Így a jó adottságok ellenére valószínűleg nem tud az általunk ismert élet rajta kialakulni.
A Proxima Centauri B mellett rengeteg felfedezésre váró potenciális exobolygó, vagyis Naprendszerünkön kívüli bolygó kering a világűrben. Ezek azonban már annyira messze vannak, hogy még a jelenleg nem létező fénysebességgel történő utazás esetén is több mint egy emberöltőbe telne az út. Ilyen a Kepler űrteleszkóp segítségével vizsgált Kepler-1649c exobolygó mely a teleszkóp által vizsgált bolygók közül leginkább hasonlít a Földre. Amellett azonban, hogy a Proxima Centauri B-hez hasonlóan ez is egy vörös törpe körül kering, a becslések alapján 300 fényévnyire található így a legnagyobb jóindulattal sem nevezhető B tervnek az emberiség számára.
A tudomány jelenlegi állása alapján nincs olyan ismert égitest, ahol az emberiség a közeljövőben új életet kezdhet.
A Földön kell életben maradnunk
Még abban az esetben is, ha hirtelen valósággá válnak jelenleg kockás papíron létező technológiák, mint a fénysebeséggel való utazás és az anyagi és erőforrás akadályokat is figyelmen kívül hagyjuk,
meglévő világunk kézzelfogható, időben és térben belátható áthelyezése egy másik bolygóra jelenleg igen valószínűtlen.
Az űrkutatás az emberiség egyik legizgalmasabb projektje, ahogy a Holdra szállás, vagy a különböző Mars expedíciók is civilizációnk csúcsteljesítményei közé tartoznak. Számtalan technológiai újítást és tudományos eredményt köszönhetünk az ide becsatornázott pénz- és humántőkének, aminek az áldásait ma a társadalom széles rétegei élvezik.
Azonban az univerzum kutatása nem szabad, hogy abba a téves és hamis hitbe ringasson minket, hogy fel kell adnunk azokat a törekvéseket, hogy mérsékeljük a környezeti-éghajlati válságot, és elhagyjuk egyetlen ismert otthonunkat, a Földet. A kettő nem áll ellentmondásban: egy egészséges, életfeltételeinket biztosító földi környezetből, kiszámítható éghajlat alól a csillagok felé tekinteni is könnyebb.
