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Terraformar Marte: ¿Sueño o Realidad?

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Marte es la gran promesa para otorgar vida y resguardarnos en caso de algún imprevisto, por lo que se ha convertido en el próximo objetivo para la ciencia. Nos encontramos a puertas del viaje interplanetario y es por ello que debemos comenzar a planear nuestro futuro. Por lo tanto, ha llegado el momento de responder la pregunta, Terraformar Marte: ¿Es un sueño o una realidad?

Impresión artística del proceso de terraformación marciana. Créditos: Daein Ballard.

¿Qué es Terraformar?

Antes de adentrarnos en este viaje debemos comenzar por conocer adecuadamente el concepto de terraformación. La terraformación, en palabras simples, consiste en alterar el ambiente de cuerpos celestes como planetas, asteroides, etc. para adaptarlos a condiciones similares a los de la Tierra.1

Este término nace por primera vez en el ámbito científico de la mano del recordado astrofísico Carl Sagan, en su paper «The Planet Venus» en el año 1961. En el cual Carl expuso su idea de disminuir el efecto invernadero sobre Venus a través de la «plantación» de algas en la atmósfera del planeta, de este modo, disminuyendo gran parte de la concentración de CO₂ en ella.2

Esto último hace referencia a alterar una de las condiciones iniciales del planeta Venus, para así, lograr un ambiente propicio para la vida terrestre tal como la conocemos.

Antecedentes Marcianos

Si pudiéramos viajar en el tiempo, hace unos 4 mil millones de años y situarnos en la superficie de Marte, probablemente observaríamos que cuenta con bastantes similitudes con la Tierra de hoy en día. Dentro de estas similitudes destacan una atmósfera densa3,4, y la existencia de océanos que abarcaban gran parte de la superficie marciana.5

Impresión artística de Marte hace 4.000 millones de años. Créditos: ESO/M. Kornmesser

Atmósfera marciana

Sin embargo, con el paso del tiempo, Marte poco a poco fue volviéndose geológicamente inactivo. Esto redujo notablemente la temperatura interna del planeta, disminuyendo así, su campo magnético.

La pérdida de campo magnético provocó que el viento y la radiación solar cambiaran la historia de nuevo vecino rojizo para siempre. Estos dos factores afectaron la atmósfera marciana a través del fenómeno «Sputtering»6, donde paulatinamente fueron “soltando” las partículas de la atmósfera, separando los átomos de los gases allí presentes, es decir, ionizándolos.

Algunas de estas partículas ionizadas fueron atraídas por el campo magnético solar, siendo liberadas fuera del planeta, es decir, al vacío. Mientras que el resto de partículas fueron atraídas fuertemente por el viento solar, moviéndose erráticamente, lo que produjo varios choques entre partículas, dando lugar a una reacción en cadena. En conclusión, la atmósfera marciana sufrió un estrechamiento notable a lo largo de los años.

Curiosidad: Marte pierde entre 1-2 kg de su atmósfera cada segundo.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103517306917

Si todavía no te ha quedado claro el fenómeno de «Sputtering» el siguiente video te ayudará a entenderlo:

Agua en Marte

Como la atmósfera de Marte se fue haciendo cada vez más delgada, la presión del planeta rojo comenzó a hacerse más débil, llegando a ser 0.6% la de la Tierra. Por consecuencia, las partículas de agua no tenían la presión necesaria como para mantenerse en estado líquido, siendo así, liberadas al espacio en forma de gas.

No obstante esta no es toda la historia, puesto que además de haber ocurrido esto último, un estudio sugiere que también existió un «atrapamiento geológico». Esto hace referencia a que parte del agua líquida marciana, fue atrapada bajo la corteza del planeta, la que con el paso del tiempo fue “absorbida como una esponja” como se indica en «The divergent fates of primitive hydrospheric water on Earth and Mars».7

Terraformar Marte

Ahora que conocemos los antecedentes de nuestro planeta vecino, debemos preguntarnos; ¿Cómo terraformarlo? ¿Podemos acaso revertir estos cambios? ¿Es algo viable para nosotros como seres humanos? ¿Estaremos posados algún día sobre su superficie?

Para responder las preguntas planteadas anteriormente debemos considerar las características actuales de Marte. Entre ellas está su atmósfera delgada, su lejanía al Sol (206.7 millones de km) equivalente a 1,38 veces la distancia Tierra-Sol, la baja presión atmosférica, entre otras. Sin embargo, una de las características más importantes es la existencia de casquetes polares, con dióxido de carbono y presencia de agua, ambos en estado sólido.8

Cartas sobre la mesa

Es gracias a esto último que nacen varias opciones para comenzar a terraformar nuestro vecino rojo. Entre ellas, las más populares son:

  1. Bombardear los polos marcianos con bombas de hidrógeno (bastaría con el arsenal de Estados Unidos y Rusia) para liberar el CO2 atrapado en los casquetes polares hacia la atmósfera. Con ello lograríamos aumentar la presión atmosférica del planeta, lo que eventualmente aumentaría la temperatura. Este constante aumento en la temperatura ayudaría a derretir aún más los polos, generando una retroalimentación positiva.
  2. Otra opción con un objetivo similar es ubicar espejos gigantes que orbiten al planeta y apunten directo hacia los polos, reflejando gran parte de la luz solar. De esta manera, derretiríamos los casquetes, liberando el CO2 a la atmósfera, desencadenando lo mencionado anteriormente, transformando el planeta de una roca árida a una roca potencialmente habitable.
Imagen creada a través de una simulación 3D, que muestra el cañón «Chasma Boreale» ubicado en el casquete del polo norte marciano. Esta simulación se creó gracias a datos obtenidos por «THEMIS Instrument» a bordo de NASA’s Mars Odyssey spacecraft. Créditos: NASA/JPL/Arizona State University, R. Luk

No obstante todo lo anteriormente descrito, es “inviable”. Pues, a pesar de que podemos llevar aquellas bombas al planeta, o que podamos poner en órbita aquellos espejos, tardaríamos centenares de años en lograrlo, o bien, pasaríamos por una interminable seguidilla de viajes interplanetarios antes de llevar la misión a cabo.

Por otra parte, un estudio publicado en el 2018 en la revista Nature sugiere que el CO2 presente en los polos marcianos es insuficiente para llevar a cabo el proceso de terraformación. En otras palabras, con el dióxido de carbono disponible, solo alcanzaríamos un tercio de la presión atmosférica terrestre. Por lo que se concluye que no podemos terraformar Marte con la tecnología que disponemos hoy en día.9

Realidad

Pero, ¿Por qué no llevamos en nuestras naves y cohetes CO2 a Marte para ayudar a la terraformación? Pues, aunque dispongamos de toneladas y toneladas de gases, el simple hecho de que Marte no cuente con un campo magnético hace que toda nuestra misión sea un fracaso.

El campo magnético es un factor imprescindible en un planeta si queremos volvernos seres interplanetarios. Es por ello que el hecho de que Marte ya no cuente con un campo magnético es el principal factor de por qué no podemos terraformarlo con la tecnología actual.

Mosaico que muestra a Marte, con su gran “Valles Marineris” en el centro, mientras que a la izquierda se pueden observar algunos de los volcanes más grandes del sistema solar. Se trata de una composición de más de 100 imágenes tomadas por los orbitadores de Viking. Créditos: Viking Project, USGS, NASA

Soluciones

Gracias al constante esfuerzo por parte de astrónomos y físicos, NASA propuso una posible solución de la base para terraformar Marte, es decir, para el problema del campo magnético marciano.

Se trata de un escudo magnético, es decir, una magnetosfera artificial para el planeta rojo, a través de la creación de un campo dipolo magnético ubicado en el punto Lagrange L1 de Marte10. En palabras simples, la función de este escudo es desviar las partículas cargadas provenientes del Sol, para que de este modo no erosionen la atmósfera marciana.

Realmente no existe un escudo como tal, sino que es el efecto que produce el dipolo magnético en el espacio, utilizado para desviar el viento solar y partículas. Según simulaciones realizadas por The Mars Climate Modeling Center con datos obtenidos por MAVEN, se espera que nuestro planeta vecino aumente en 4°C su temperatura, lo que sería suficiente para liberar el CO2 atrapado en el polo norte.

Pero como dicen que una imagen vale más que mil palabras, aquí tienes una:

Ilustración que muestra la magnetosfera artificial creada por el dipolo magnético. Créditos: Planetary Science Vision 2050 Workshop 2017

Sin embargo, un estudio reciente publicado a comienzos del 2021 en International Journal of Astrobiology cataloga esta solución como «inviable» matemáticamente hablando. La idea de un dipolo magnético no carece de sentido, el problema radica en las dimensiones de este. Por lo que para realizar un dipolo magnético funcional capaz de proteger a Marte del viento solar, se necesitarían de unos 10 km de radio como mínimo.

Esperanza

No obstante, no todo está perdido, puesto que en dicho estudio proponen otra solución mucho más lógica, simple y viable. La idea se trataría de rodear a Marte con un cable superconductor de apenas 5 cm de diámetro con un flujo magnético pasando por él. Según experimentos, sabemos que un superconductor puede “vivir” por al menos 100.000 años, por lo que tenemos un claro candidato para comenzar a terraformar nuestro vecino.

Marte posee una circunferencia de ~21.000 km, por lo que sin duda sería un cable gigante. Sin embargo, sabemos que este planeta cuenta con los elementos y compuestos necesarios para crear estos cables sobre su superficie. Gracias a simulaciones encontramos que el campo magnético marciano debe tener una fuerza de al menos ~1.25 μT, mientras que con superconductores como el Carbono podemos llegar hasta los 4 T, por lo tanto, esto no sería un problema11,12.

Vista simplificada del campo magnético producido por el anillo superconductor marciano. Créditos: MarsB Team: Carpenter S. A., Jiang E., Lu K., Cai M., Yao J., Zhao J., Liu X., Zhao D., Li M., Lao N.

Cabe señalar que esta solución recientemente propuesta nace de una publicada 13 años atrás por científicos japoneses que buscaban revertir el deterioro del campo magnético terrestre13.

Conclusión

Luego de un gran tour por el planeta rojo y el concepto de terraformación, nos damos cuenta de que ambos están bastante relacionados entre sí. Esto es lógico, puesto que hace 4.000 millones de años Marte lucía como nuestro planeta.

No obstante, ya pasaron 4.000 millones de años y el planeta lo demuestra. En este momento, el planeta apenas posee una débil y fina atmósfera, ha perdido su campo magnético, el CO2 ubicado bajo sus polos es insuficiente para lograr obtener la presión atmosférica terrestre, pero a pesar de ello, aún deseamos terraformar Marte.

Marte es un lugar frío, árido, inhóspito, lo observamos a través de telescopios y nos damos cuenta de que no es la gran cosa, pues observamos una simple roca rojiza sin mucha gracia. Sin embargo, debemos entender que aquella roca se está convirtiendo para nosotros en la mejor opción para buscar y crear vida más allá de la Tierra.

Terraformar Marte es algo extremadamente complejo, pero no imposible. Debemos comenzar por crear un campo magnético, o en su defecto, construir un escudo capaz de soportar el viento solar y de desviar las partículas cargadas provenientes de nuestra estrella. El siguiente pasó será liberar el CO2 congelado para aumentar la presión atmosférica, y así, ir formando una atmósfera mucho más densa, capaz de aumentar la temperatura del planeta. Luego de esto, nos falta algo importante; debemos encontrar agua. Sabemos que el agua está ahí, pero hasta ahora no tenemos una forma para acceder a ella.

Finalmente, si todo esto ha salido bien, podremos decir que hemos terraformado Marte. Como humanidad no dejamos de mirar el cielo y preguntarnos si existe vida más allá de la Tierra, pues con el pasar del tiempo seguramente lo habrá.

Sabemos que todo esto será muy difícil y que nos queda mucho por delante, sin embargo debemos recordar las grandes hazañas que hemos logrado como humanidad y que al comienzo pensábamos que era una locura. Debemos pensar más allá de lo que estamos habituados para conseguir que el sueño de terraformar Marte deje de ser un sueño, y se convierta en una realidad.

Referencias

1. McKay, C. P. (1982, octubre). Terraforming Mars. British Interplanetary Society, Journal (Space Chronicle), 35, 427–433.

2. Sagan, C. (1961, 24 marzo). The Planet Venus: Recent observations shed light on the atmosphere, surface, and possible biology of the nearest planet. Science, 133, 849–858. https://doi.org/10.1126/science.133.3456.849

3. Rodríguez, H. (2021, 11 junio). ¿Fue Marte como la Tierra hace 4000 millones de años?. National Geographic. www.nationalgeographic.com.es. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/fue-marte-como-tierra-hace-4000-millones-anos_15219

4. Tokyo Institute of Technology. (2017, 2 octubre). Meteorite tells us that Mars had a dense atmosphere 4 billion years ago. ScienceDaily. Retrieved September 5, 2021, from www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171002114214.htm

5. NASA, Northon, K. (2017, 7 agosto). NASA Research Suggests Mars Once Had More Water Than Arctic Ocean. NASA. https://www.nasa.gov/press/2015/march/nasa-research-suggests-mars-once-had-more-water-than-earth-s-arctic-ocean/

6. NASA, Brown, K. (2017, 6 agosto). NASA’s MAVEN Reveals Most of Mars’ Atmosphere Was Lost to Space. NASA. https://www.nasa.gov/press-release/nasas-maven-reveals-most-of-mars-atmosphere-was-lost-to-space/

7. University of Oxford. (2017, 20 diciembre). Mars: Not as dry as it seems: Water on Mars absorbed like a sponge, new research suggests. ScienceDaily. Retrieved September 5, 2021, from www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171220131659.htm

8. ESA. (2004, 17 marzo). Water at Martian south pole. The European Space Agency. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Water_at_Martian_south_pole

9. Jakosky, B., & Edwards, C. (2018, 30 julio). Inventory of CO2 available for terraforming Mars. Nature Astronomy, 2. https://www.nature.com/articles/s41550-018-0529-6

10. NASA. (2017, 01 Marzo). A FUTURE MARS ENVIRONMENT FOR SCIENCE AND EXPLORATION. Planetary Science Vision 2050 Workshop. https://www.hou.usra.edu/meetings/V2050/pdf/8250.pdf

11. DuPont M. & Murphy J.W. (2021, 22 febrero). Fundamental physical and resource requirements for a Martian magnetic shield. International Journal of Astrobiology 1–8. https://doi.org/10.1017/S1473550421000069

12. S. A. Carpenter, (2020). Assessing the Feasibility of an Artificial Martian Magnetopause. 2020 IEEE Aerospace Conference. https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172749

13. Motojima O. & Yanagi N. (2008, 23 mayo). Feasibility of Artificial Geomagnetic Field Generation by a Superconducting Ring Network. National Institute for Fusion Science of Japan. https://www.nifs.ac.jp/report/NIFS-886.pdf

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