A NASA tervei szerint a 2030-as években embereket küldenének a Marsra, de ne várjuk, hogy a vörös bolygó látogatói friss terményeket termeljenek a sziklás gömbön, ahogyan azt Mark Watney űrhajós és botanikus teszi A marslakó című filmben.”
(Spoilerveszély) A filmben, amikor Watney (Matt Damon alakítja) a Marson ragad, burgonyát ültet egy üvegházban a marsi talajból és saját “anyagcsere-hulladékából”. És ez működik is: Több mint egy évig képes életben maradni, és nagyrészt burgonyán élni.
Noha A marslakó, amely múlt pénteken (október 2-án) került a mozikba, meglehetősen valósághű, a Marson való élelemtermesztés nem pontosan úgy zajlik, ahogy a filmvásznon le van írva. Paul Sokoloff, a Kanadai Természettudományi Múzeum botanikusa szerint több száz évbe telne, mire a Vörös Bolygón védő üvegházak nélkül lehetne gazdálkodni.
A marsi mezőgazdaság kihívásai
A marsi talajból hiányoznak a földi talajban található tápanyagok, és finom is, ami azt jelenti, hogy a víz valószínűleg sokkal gyorsabban szivárogna át rajta, mint a Földön. Az emberi ürülék vagy más műtrágyák használata gyors lökést adhatna a tápanyagoknak, például a nitrogénnek, és megváltoztathatná a talaj szerkezetét is, így az tovább tartaná a vizet – mondta Sokoloff, aki tavaly a Utah állambeli Hanksville-ben lévő Mars Desert Research Station legénységének tagja volt.A földi talaj a nitrogént a légkörből kapja, bár a légköri nitrogén olyan formában van, amelyet a növények nem tudnak könnyen felhasználni. Hogy a nitrogént a növények számára jobb “táplálékká” alakítsák át, a baktériumok “megkötik” azt.
“A Földön a talajban lévő nitrogén nagy részét a különböző növények, például a hüvelyesek gyökerében élő baktériumok kötik meg” – mondta Sokoloff a Live Science-nek. “Hosszú távon szeretnénk a nitrogént a talajban megkötni.”
A marsi talajban perklorátoknak nevezett kellemetlen vegyi anyagok is vannak, amelyeket kémiai úton kellene eltávolítani ahhoz, hogy a növények ott növekedhessenek, mondta Sokoloff.
És ott van még a gravitáció. A Mars gravitációja körülbelül egyharmada a Földének. Bár kísérletek kimutatták, hogy egyes növények viszonylag normálisan tudnak növekedni mikrogravitációban a Nemzetközi Űrállomáson (ISS), nem igazán van mód a vörös bolygó “súlytalanságának” utánzására.
“A növények a gravitációt használják a tájékozódáshoz, így egyes növényfajok megzavarodhatnak, vagy nem” – mondta Sokoloff.
Az ISS-re felvitt fűzfacsemeték például csavarodottan nőttek, mert a mikrogravitációban soha nem alakult ki a tájékozódó “gyökér-hajtás tengelyük” – mondta Sokoloff.
A PLOS ONE folyóiratban 2014-ben megjelent tanulmány kimutatta, hogy a paradicsom, a búza, a zsázsa és a mustár levelei különösen jól nőttek, sőt virágoztak és magokat termeltek 50 napon át szimulált marsi talajban, műtrágya nélkül. Valójában ezek a szívós növények még jobban nőttek a marsi talajban vagy “regolitban”, mint a tápanyagszegény földi folyami talajban.
Hogy meghatározzák, milyen élelmiszer-összetevőket vigyenek a Marsra, a tudósoknak egyensúlyt kell teremteniük a növények tápanyagsűrűsége, a termesztésükhöz szükséges erőforrások és a csírázási idő között. Lehet, hogy a tudósok demonstrációként salátát termesztenek az ISS-en, de “az ember nem tud csak salátán élni” – mondta Sokoloff.
Ehelyett az emberek olyan növényeket javasoltak, mint a retek és az eper, mint jobb marsi rágcsálnivalók – mondta. (A számmisztikusok megállapították, hogy valójában kevesebb üzemanyagra lenne szükség, ha a kezdeti rövid távú látogatásokhoz egyszerűen előre elkészített élelmiszereket küldenének át, nem pedig a mezőgazdasághoz szükséges összetevőket, mondta Sokoloff.)
A marsi körülmények szimulálása
Mielőtt a marsi mezőgazdasági projekt beindulna, az embereknek sokkal többet kellene tudni arról, hogyan fognak nőni a növények. Ez az egyik oka a marsi környezet szimulációjának, például a Mars Sivatagi Kutatóállomásnak.
Az ottani tudósok a sivatagi őshonos növényektől kezdve az árpán át a komlóig mindent termesztettek az állomás szimulált marsi talajában. A Johnson Űrközpont I. szimulánsának nevezett talajt földi kőzetek és az 1970-es évekbeli Viking leszállóegységekből származó marsi talajminták alapján állítják elő.
A kanadai Guelphi Egyetem kutatói pedig alacsony nyomású, vagyis hipobárikus kamrákban termesztenek növényeket, hogy utánozzák a Mars vékony légkörét. A csapat számos durva körülménynek teszi ki a növényeket – beleértve a szén-dioxid, a nyomás, a hő, a fény, a tápanyag és a páratartalom különböző szintjeit -, hogy kiderítsék, mely növények elég szívósak ahhoz, hogy túléljék a marsi körülményeket egy zárt, levegős üvegházon kívül – írja a The Star.
Zöldíteni a vörös bolygót?
A növények termesztése a marsi elemekben, és nem egy hőmérséklet- és levegőszabályozott üvegházban, sokkal nagyobb kihívást jelentene, mondta Sokoloff.
“Néhányan azt mondták, hogy a Marsot inkább a Földhöz kellene hasonlítanunk” – mondta Sokoloff. “Ezt nem szabad félvállról venni. Ez a sci-fi birodalmába tartozik, az biztos.”
És még ha az emberek úgy döntenének is, hogy etikailag elfogadható a Mars “terraformálása”, több száz évbe telne, mire a vékony marsi légkört az élet oxigéndús bölcsőjévé lehetne alakítani.
A légkör kialakításához a felfedezőknek oxigéntermelő cianobaktériumokkal, zuzmókkal és mikrobákkal teli marsi talajt kellene vetniük, és több száz évbe telne, amíg ezek elegendő oxigént és nitrogént termelnének a légkörhöz. Ez még mindig nem túl gyenge, figyelembe véve, hogy a Föld oxigénszintjének stabilizálódása több százmillió évbe telt. (Az emberek addig is megehetnék a cianobaktériumokat, bár az apró organizmusok nem az ízletességükről híresek, mondta Sokoloff.)
Míg a mikrobák a légkör létrehozásával voltak elfoglalva, a napszél folyamatosan elfújta volna a légkört, mert a Marsnak nincs magnetoszférája (mágneses mező, amely megvédi a bolygót a napsugárzástól), mondta Sokoloff.
Még ha az emberek ki is találnák, hogyan lehetne a légkört gyorsabban létrehozni, mint ahogy az eloszlana, a marsi telek csontig hatoló mínusz 207 Fahrenheit-fok (mínusz 133 Celsius-fok) hidegek lehetnek. Lehetséges, hogy az embereknek sikerülne olyan légkört szabni, amelyben üvegházhatású gázok megkötik a hőt, de a Mars egyszerűen messzebb van a Naptól, mint a Föld, így valószínűleg még mindig hidegebb lenne, mint a mi bolygónk átlagosan, mondta Sokoloff.
Kövesse Tia Ghose-t a Twitteren és a Google+-on. Kövesse a Live Science @livescience, Facebook & Google+. Eredeti cikk a Live Science-en.