NASA har lagt planer om at sende mennesker til Mars i 2030’erne, men du skal ikke forvente, at de besøgende på den røde planet vil anlægge et landskab med friske produkter på den klippefyldte kugle, som astronauten og botanikeren Mark Watney gør i “The Martian”.”
(Spoiler alert) I filmen planter Watney (spillet af Matt Damon), da han strander på Mars, kartofler i et drivhus ved hjælp af Marsjord og sit eget “stofskifteaffald”. Og det virker: Han er i stand til at holde sig i live i mere end et år, hvor han stort set kun lever af kartofler.
Og selv om “The Martian”, der blev vist i biograferne i fredags (2. oktober), er ret realistisk, ville dyrkning af mad på Mars ikke foregå præcis som beskrevet på det store lærred. Og det ville tage flere hundrede år, før den røde planet kunne dyrkes uden beskyttende drivhuse, mener Paul Sokoloff, der er botaniker ved Canadian Museum of Nature.
Udfordringer for landbruget på Mars
Den jord på Mars er blottet for de næringsstoffer, der findes i jordbunden, og den er også fin, hvilket betyder, at vand sandsynligvis vil sive meget hurtigere igennem den end på Jorden. Brug af menneskelort eller andre gødningsstoffer kunne give et hurtigt boost af næringsstoffer som f.eks. kvælstof og kunne også ændre jordens tekstur, så den ville holde længere på vandet, sagde Sokoloff, som sidste år var besætningsmedlem på Mars Desert Research Station i Hanksville, Utah.Jordisk jord får sit kvælstof fra atmosfæren, selv om atmosfærisk kvælstof er i en form, der ikke er let for planter at bruge. For at omdanne kvælstof til en bedre “mad” for planterne “fikserer” bakterier det.
“På Jorden bliver meget af kvælstoffet i vores jord fikseret af bakterier, der lever i rødderne af forskellige planter, f.eks. bælgplanter,” sagde Sokoloff til Live Science. “På lang sigt vil man gerne have en måde at fiksere kvælstof i jorden der.”
Martiansk jord er også fyldt med grimme kemikalier kaldet perchlorater, som skal fjernes kemisk, hvis planter skal kunne vokse der, sagde Sokoloff.
Og så er der tyngdekraften. Mars har omkring en tredjedel af Jordens tyngdekraft. Selv om forsøg har vist, at nogle planter kan vokse relativt normalt i mikrogravitation på den internationale rumstation (ISS), er der ikke rigtig nogen måde at efterligne “tyngdekraften” på den røde planet.
“Planter bruger tyngdekraften som en måde at orientere sig på, så nogle plantearter kan eller kan ikke blive forvirret,” sagde Sokoloff.
For eksempel voksede pilekimplanter, der blev taget op til ISS, snoet, fordi de i mikrogravitation aldrig udviklede deres orienterende “rod-skud-akse”, sagde Sokoloff.
En undersøgelse fra 2014 i tidsskriftet PLOS ONE viste, at tomater, hvede, karse og sennepsblade voksede særligt godt og endda blomstrede og producerede frø i simuleret marsiansk jord i 50 dage uden gødning. Faktisk voksede disse hårdføre planter endnu bedre i Marsjord eller “regolit” end i næringsfattig flodjord fra Jorden.
For at afgøre, hvilke fødevareingredienser der rent faktisk skal medbringes til Mars, skal forskerne foretage afvejninger mellem en afgrødes næringsmæssige tæthed, de ressourcer, der kræves for at dyrke dem, og spiringstiden. Forskerne dyrker måske salat på ISS som en demonstration, men “mennesket kan ikke leve af salat alene”, sagde Sokoloff.
I stedet har folk foreslået afgrøder som radiser og jordbær som bedre Mars-snacks, sagde han. (Talknusere har fastslået, at det faktisk ville kræve mindre brændstof at sende færdiglavede fødevarer over i stedet for ingredienserne til landbruget i forbindelse med de første kortvarige besøg, sagde Sokoloff.)
Simulering af Marsforhold
Hvor projektet med Mars-landbrug går i gang, skal mennesket vide meget mere om, hvordan planter vil vokse. Det er en del af begrundelsen for simuleringer af Mars-miljøet, som f.eks. Mars Desert Research Station.
Videnskabsfolk har dyrket alt fra indfødte ørkenplanter til byg og humle i stationens simulerede Marsjord. Jorden, der kaldes Johnson Space Center Simulant I, er fremstillet af jordiske sten og jord, der er baseret på jordprøver fra Viking-landingsfartøjer fra 1970’erne.
Og forskere på University of Guelph i Canada dyrker planter i lavtrykskamre eller hypobariske kamre for at efterligne den tynde atmosfære på Mars. Holdet udsætter planterne for et væld af barske forhold – herunder varierende niveauer af kuldioxid, tryk, varme, lys, næring og fugtighed – for at se, hvilke planter der er hårdføre nok til at overleve Mars’ forhold uden for et lukket, luftkontrolleret drivhus, skriver The Star peported.
Grønne den røde planet?
Det ville være langt mere udfordrende at dyrke planter ude i Mars’ elementer og ikke i et temperatur- og luftkontrolleret drivhus, sagde Sokoloff.
“Nogle mennesker har sagt, at vi burde gøre Mars mere som Jorden,” sagde Sokoloff. “Det er ikke noget, man skal tage let på. Det hører helt sikkert til science fiction’s område.”
Og selv hvis folk besluttede, at det er etisk acceptabelt at “terraforme” Mars, ville det tage hundreder af år, før den tynde atmosfære på Mars kunne omdannes til en iltrig vugge for liv.
For at opbygge denne atmosfære ville opdagelsesrejsende være nødt til at så Mars-jord fyldt med iltproducerende cyanobakterier, laver og mikrober, og det ville tage hundreder af år for dem at producere nok ilt og kvælstof til en atmosfære. Det er stadig ikke så ringe, når man tænker på, at det tog hundreder af millioner af år for Jordens iltniveau at stabilisere sig. (Man kunne forestille sig, at mennesker kunne spise cyanobakterierne i mellemtiden, selv om de små organismer ikke er kendt for deres smag, sagde Sokoloff.)
Mens mikroberne havde travlt med at skabe en atmosfære, ville solvinden konstant blæse atmosfæren væk, fordi Mars mangler en magnetosfære (et magnetfelt, der beskytter planeten mod solstråling), sagde han.
Selv om man kunne finde ud af at skabe atmosfære hurtigere, end den forsvinder, kan Marsvinter være benhårde minus 207 grader Fahrenheit (minus 133 grader Celsius). Det er muligt, at mennesker kunne skræddersy en atmosfære med drivhusgasser, der fanger varmen, men Mars er simpelthen længere væk fra solen end Jorden, så det ville sandsynligvis stadig være koldere end vores planet i gennemsnit, sagde Sokoloff.
Følg Tia Ghose på Twitterog Google+. Følg Live Science @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel på Live Science.