«Teraformiranje Marsa je očito mnogo jednostavnije od teraformiranja Venere. To je, međutim, još uvek skupo po sadašnjim standardima i uništavalo bi okolinu. Ako bi bilo dovoljno opravdanja, možda bi ipak teraformiranje Marsa moglo krenuti u 22.veku.»

Karl Segan

1. UVOD

U Starom veku Sredozemno more je bilo kolevka nekoliko civilizacija. Najveštiji moreplovci bili su Grci i Feničani. I jedni i drugi gradili su lađe pomoću kojih su putovali sa jednog kraja na drugi. Tamo su osnivali nova naselja i gradove, širili uticaj svoje kulture i unapređivali trgovinu. Neke od najpoznatijih grčkih kolonija bili su gradovi Milet i Efes na istočnoj obali Egejskog mora, Sinop i Trapezunt na Crnom moru, Sirakuza na Siciliji, Masilija u blizini ušća reke Rone, itd. S druge strane Feničani su zagospodarili obalom Severne Afrike, gde su osnovali čuveni grad Kartaginu, i južnu obalu Iberijskog poluostrva.

Ono što je nagnalo ove ljude da putuju u daleke zemlje je karakteristično za ljudsku prirodu – radoznalost i težnja ka ekspanziji. Početkom Novog veka Evropa je prošla kroz period renesanse kada je nauka doživela značajan preporod, a istraživači, trgovci, naučnici i drugi ljudi koji su želeli da sreću potraže u nekoj udaljenoj zemlji otisnuli su se na prekookeanska putovanja koja su donela saznanja o novim kontinentima, drugim civilizacijama, životinjama i biljkama. U to vreme naša planeta je imala sve manje kopna koje nije bilo istraženo. Do XIX veka to su ostale samo guste šume Amazonije, ostrva jugoistočne Azije i Polinezije, severni Sibir, južni pol i drugi nepristupačni regioni. U XX veku nije ostao ni jedan kilometar kvadratni kopnene površine koji je neistražen tako da se sada, na početku XXI veka, možda osećamo i pomalo zarobljenim na ovoj maloj planeti, nemoćnim da nastavimo sa istraživanjem. Ipak, dno okeana je i dalje u velikoj meri neistraženo i na dubinama od 2-3 km, gde vladaju visoki pritisci, svake godine se otkrivaju nove forme života sa neobičnim svojstvima.

Članak iz Astronomije broj 19

Sve do XVII veka čovek je nebeska tela posmatrao samo golim okom, dok smo danas u mogućnosti da šaljemo robotizovane letilice opremljene sofisticiranim instrumentima u obilazak drugih planeta i njihovih prirodnih satelita. Šezdesete godine XX veka ostaće upamćene u astronomskim udžbenicima – čovek je prvi put odleteo sa Zemlje i posmatrao je iz okolnog prostora! Video je malu, krhku, belo-plavu planetu na kojoj buja život.

Radarski snimljena i obrađena površina Marsa Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Godine 1969. prvi ljudi su sleteli na Mesec, a 1977. lansirane su prve letilice ka spoljašnjim planetama. Pionir 10 (Pioneer) i Vojadžeri (Voyager) 1 i 2 prevalili su izuzetno prostranstvo, kroz asteroidni pojas izvan Marsove orbite, do gasovitog džina – Jupitera. Vojadžer 1 prošao je i pored Saturna, dok je Vojažder 2 produžio svoju naučnu misiju na Uran i Neptun. Danas se ove letilice nalaze na samoj granici Sunčevog sistema, u blizini heliopauze. Dakle, načinili smo jedan izuzetno važan korak: savladali I, II i III kosmičku brzinu što nam je mnogo pomoglo u istraživanju Sunčevog sistema i unapredilo mnoge nauke.

2. ŽIVOT U SUNČEVOM SISTEMU

Pre nego što se upustimo u diskusiju na kojoj planeti može da postoji život trebalo bi prvo da ga definišemo. To je jedan od težih zadataka moderne nauke jer nije sigurno da li je život neminovnost ukoliko se na nekoj planeti dovoljno dugo nalaze ''povoljni uslovi'' za njegov nastanak. Astrobiolozi su ograničeni na samo jednu biosferu – ovu na Zemlji i još uvek nije jasno kako je ona nastala, tj. šta je uzrok biogeneze na Zemlji. Kada bismo to znali bilo bi mnogo lakše ustanoviti da li može da se dogodi i na nekoj drugoj planeti i kakva bi ona trebalo da bude. Ideju da je život ''neminovnost'' na zemljolikim planetama, poznatu kao biološki determinizam, zastupa Kristijan de Duve. Jedna od njegovih teza je da postoji prebiološka era u kojoj hemijske reakcije i fizički procesi favorizuju stvaranje molekula koji su relevantni za život. [1] Međutim, s obzirom na svu složenost života postavlja se pitanje da li su ove reakcije i procesi dovoljne da se nastanak života objasni? Postoji tri objašnjenja koja su trenutno aktuelna: prvo, nimalo naučno ali prilično rasprostranjeno u široj javnosti je čudesno stvaranje od strane više sile (Bog, tehnološki razvijeni vanzemaljci, itd.). Drugo se oslanja na biološki determinizam, a treće da je nastanak života na Zemlji produkt slučajnih procesa u okviru prirodnih zakona sa izuzetno malom verovatnoćom pa je stoga najverovatnije samo na našoj planeti nastao[1]. U pitanju je uticaj darvinističkog shvatanja da slučajne promene mogu da dovedu do nastanka novih vrsta. U svakom osnovni zakon biologije i dalje glasi da živo biće nastaje isključivo od živog bića.

Biološki determinizam je doživeo izvestan uspeh nakon eksperimenta Milera pedesetih godina XX veka[2]. On je u laboratorijskim uslovima obezbedio smešu gasova[3], za koje se tada mislilo da su obilovali u prvobitnoj Zemlji, i izložio je zračenju. Interesantno je da je kao rezultat dobio stvaranje velikog broja amino-kiselina koje su neophodne za strukturu živih bića. Ipak, gasovi na prvobitnoj Zemlji prema novijim hipotezama se razlikuju od onih u njegovom radu što donekle osporava možda i precenjeni značaj ovog eksperimenta[4]. S druge strane stvaranje amino-kiselina od ovih jedinjenja je daleko lakše nego stvaranje proteina od aminokiselina. Radi se o procesima koji termodinamički gledano imaju suprotan smer prometa energije. Drugim rečima, stvaranje amino-kiselina je fizičko-hemijski favorizovano u odnosu na stvaranje proteina, a ni samo postojanje amino-kiselina u atmosferi prvobitne Zemlje ne daje dokaz da će od njih nastati i jednoćelijski organizmi – prokarioti.

Površina Marsa. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Prema Polu Dejvisu ni treća hipoteza hemijske slučajnosti nije potkrepljena sa dovoljno argumenata. Izračunao je verovatnoću protiv života, tj. da je stvaranja proteina[5] slučajnim ''mešanjem'' amino-kiselina otprilike 1:10¹³⁰. Ako se to zaista dogodilo, onda je to sigurno bilo samo jedanput. To znači da život postoji samo na Zemlji čak i ako ima oko 10²⁰ zemljolikih planeta u vidljivom delu svemira! [1] Prema tome, nije zasnovana tvrdnja da je, pošto u svemiru ima puno planeta, slučajan nastanak života na mnogim mestima realan. Ne može se tradicionalni darvinizam mešati sa biogenezom jer se on zasniva na priči o prirodnoj selekciji i mutacijama kroz eone godina kao slučajnim procesima u već postojećem bićima, i ne odgovara na pitanje kako je život nastao nego kako je evoluirao od najprostijih oblika do onoga što danas postoji.

Površina Jupiterovog satelita Evropa. Credit: NASA

Koristeći se mnogobrojnim instrumentima na velikom broju svemirskih sondi i teorijskim razmatranjima ustanovljeno je da život kakav postoji na Zemlji (ili njemu sličan) ne podržava skoro nijedno stanište u Sunčevom sistemu. To bi mogao da bude Mars i pojedini sateliti Jupitera i Saturna. Ostale planete su vrlo negostoljubive. Merkur i Pluton nemaju atmosferu kao i većina prirodnih satelita, jovijanske planete (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) su pretežno fluidnog omotača pa je čvrsta površina nepristupačna[6] (time verovatnoća za nastanak i opstanak života minimalna), a Venera prekrivena gustom atmosferom[7] bogatom CO₂, koji obezbeđuje snažan efekat staklene bašte, pa je temperatura na površini oko 400 ^oC na kojoj nijedan organizam ne može da preživi.

Kada je reč o Jupiterovim satelitima jedini realni kandidat za stanište života je Evropa. Postoje indikacije da se ispod ledenog omotača na njoj nalazi debeo sloj tečne vode. Ako je tako, temperatura u toj sredini je iznad nule što je idealno za vodene organizme. Jedini nedostatak je svetlost jer je kora leda debela nekoliko kilometara pa se voda na Evropi nalazi u potpunom mraku. Ukoliko postoji život on mora biti naviknut na večni mrak. Iako je ovo jak argument protiv života, na Zemlji postoje organizmi koji žive na velikim morskim dubinama i nimalo ne koriste svetlost pa što ne bi postojali i na Evropi?

Drugi kandidat je Saturnov satelit Titan. Njega je 2005. godine posetila letilica Kasini-Hajgens (zajednička misija NASA-e, ESA-e i ISA-e) i, poput Evrope, postoje argumenti i za i protiv mogućnosti postojanja života. Atmosfera Titana je najsličnija Zemljinoj uporedivši je sa svim nebeskim telima Sunčevog sistema (gustina oko 1.5 atmosfera), a sastoji se pretežno od azota (preko 90%), metana i drugih ugljovodonika. Većina naučnika veruje da je vrlo slično izgledala Zemlja pre više milijardi godina, u njenom ranom periodu. Ipak, skoro 10 astronomskih jedinica udaljen od Sunca, Titan je izuzetno hladno mesto. Temperatura površine je obično ispod 100 K pa se postavlja pitanje kakvi oblici života bi opstali u tako surovom okruženju.

3. TERAFORMIRANJE I PLANETARNO INŽENJERSTVO

Teranova (terranova) je mlada ideja, potekla iz XX veka, ali se zasniva na drevnim željama vezanim za ljudsku kolonizaciju. Posmatrajući obilje života na Zemlji postavlja se pitanje da li je moguće stvoriti nešto slično na drugoj planeti, trenutno sterilnoj? Kad već nismo pronašli život van Zemlje, u našem neposrednom okruženju, postoji realna mogućnost da ga sa nje proširimo.

Mars. Credit: NASA

Rađanjem ideje širenja života izvan Zemlje pojavili sfobosu se i novi termini u engleskom jeziku. Sa biološkog aspekta planetarno inženjerstvo (planetary engineering) je sposobnost da promeniti prirodnu sredinu neke planete tako da bi organizmi sa Zemlje mogli da je nasele i da tamo opstanu.[8] Ovaj proces pokazao se mogućim na samoj Zemlji, gde je čovekova delatnost za svega nekoliko decenija dovela do globalnog zagrevanja. S obzirom da je ono ostvareno spontano i na štetu ekoloških sistema na Zemlji, šta bismo sve bili u stanju da uradimo kada bismo namerno izazivali promenu prirodne sredine? Trenutno dva procesa vrše najuočljiviji planetarni inženjering na Zemlji. Uništavanje šumskih površina povećava albedo Zemlje čime se njena površinska temperatura može sniziti i sagorevanje fosilnih goriva koje oslobađa veliku količinu CO₂ iz Zemljine kore u njenu atmosferu, usled čega može doći do povišenja temperature zbog efekta staklene bašte. Dalje povećavanje temperature na Zemlji moglo bi omogućiti ubrzano oslobađanje većih količina ugljen-dioksida i pitanje je da li bi takav proces bio reverzibilan. Možda bi se kao rezultat dobila atmosfera poput one na Veneri i koja bi sterilizovala našu planetu[9]. Daleko korisnije bi bilo sprovesti planetarni inženjering na Marsu čime bi se obezbedio uslov za moguću biološku kolonizaciju u budućnosti.

Drugi značajan termin je teraformiranje (terraforming, Terra – Zemlja, forming – stvaranje, formiranje). U pitanju je prekrajanje površine druge planete tako da nalikuje na Zemlju. Može se definisati i kao: proces planetarnog inženjerstva direktno usmerenog ka promeni ekstraterestrialne planetarne sredine da podržava život. Krajnji cilj je stvaranje biosfere slične onoj na Zemlji koja bi bila zadovoljavajuća za potrebe ljudskih bića. [6] Osim planeta i satelita, neki pisci naučne fantastike i naučnici izložili su ideje da se u budućnosti mogu kolonizovati i neki asteroidi poput onih iz grupe NEA (ateni, apoloni ili amori) sa dovoljnom količinom vode. Mogle bi se sagraditi naseobine unutar asteroida, dobro zaštićene od kosmičkog zračenja, u kojima bi se vadili unutrašnji materijali i odnosili na Zemlju. Tako, na primer, Marsov satelit Fobos sadrži organski materijal koji bi mogao da se prenese na površinu planete i iskoristi u budućim naseobinama na površini.

Marsov satelit Fobos. Credit: NASA

Neka vrsta teraformiranja, stvaranje bazične biosfere, izgleda kao realna mogućnost, ali bi najveći izazov bio stvoriti prirodnu sredinu koja podržava život aerobnih organizama. Termin ekopoeza (ecopoiesis, οικος – prebivalište, stanište, ποιησις – produkcija, fabrikacija), prvi put spomenut od strane Hajnesa, Martin Fog je 1995. definisao kao: stvaranja anaerobne biosfere na površini sterilne planete. To bi mogao biti konačan cilj ili početna faza mnogo dužeg procesa teraformiranja. [6] Planeta – produkt bila bi nazvana vitanova[10].

4. TRENUTNO STANJE NA MARSU

Mars spada u unutrašnje planete Zemljinog tipa i verovatno je najbolja planeta za buduće naseljavanje. Ima skoro duplo manji prečnik, oko tri puta slabiju gravitaciono ubrzanje na površini[11], desetak puta manju masu i čak sto puta manji atmosferski pritisak na tlu[12]. Geološke analize govore da je na Marsu nekada postojala gušća atmosfera sa stabilnom tečnom vodom[13]. Ako je to tačno onda je možda nekada tamo postojao život ili postoji još uvek ali se nalazi ispod površine.

Površina Marsa. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Mars je zbog male udaljenosti od Zemlje i određenih interesantnih detalja najbolje istražena planeta. Njegov dan (sol) traje nešto više od 24 časa i nagnutost poluprečnika u odnosu na putanju oko Sunca je oko 24^o što su dve najveće sličnosti sa Zemljom. Što se udaljenosti od Sunca tiče, prosečna vrednost je oko 228 miliona km, što značajno umanjuje energiju koju prima zračenjem sa Sunca (solarna konstanta), a time i temperaturu. Jedna siderička godina traje oko 687 dana, orbita je dosta ekscentrična (e ~ 0.093), pa se godišnja doba na severnoj i južnoj polulopti dosta razlikuju po temperaturi na površini, dužini trajanja,[14] itd. U perihelu Mars je oko 43 miliona km bliži Suncu nego u afelu pa oko 45% manje zračenja dolazi do njega. Na putanji oko Marsa nalaze se dva mala satelita: Fobos i Deimos.

Tokom druge polovine XX veka ka Marsu je poslat velik broj letilica. Među najznačajnijim su Mariner 4 (1964.), po kome je nazvan najveći kanon na Marsu i u Sunčevom sistemu – Valles Marineris, Mariner 9 (1971.), koji je otkrio velik broj ugašenih vulkana, drevnih rečnih korita – kanala i slojevit teren na polarnim kapama, Mars Petfajnder (Mars Pathfinder, 1997.), MGS (Mars Global Surveyor, 1998.), Mars Ekspres (Mars Express, 2003.), koji su napravili velik broj izuzetnih fotografija i merenja, MER (Mars Exploration Rovers: Spirit & Opportunity, 2004.), pokretni roboti koji prikupljaju informacije sa površine Marsa, snimajući okolinu, i još uvek su u funkciji.

Severni delo basena Helas snimljen kamerom HRSC na „Mars ekspresu" rezolucuja slike je 18,3 m po pikselu Credit: ESA

Snimljeno je na desetine hiljada fotografija, otkriveni i imenovani krateri, doline, kanjoni i baseni, a najinteresantniji reljefni oblici su već pomenuti kanjon ''Dolina Marinera'' dugačak do 4000 km i Olimpus Mons, najviši vulkan u Sunčevom sistemu, koji se nalazi na severnoj polulopti i odavno nije aktivan. Visok je oko 27 km, a maksimalni dijametar baze je 685 km. Na severnoj polulopti nalazi se sistem ugašenih vulkana Tarsis, dok je na južnoj veliki basen Helas (Hellas). Mnogi vulkani na Marsu su viši nego na Zemlji jer je Mars manja planeta, čija kora se sastoji iz jednog dela i brzo se ohladila. Odavno nema tektonskih pokreta pa ne postoje sile koje bi dovele do pomeranja vulkana u odnosu na njihov izvor lave u dubini, što znači da su oni u toku vremena lakše rasli nego oni na Zemlji. Na severnom i južnom polu prostiru se i polarne kape, još jedan detalj koji je do sada otkriven samo na Zemlji i Marsu ali je njihov sastav, kao što ćemo videti kasnije, različit.

Kompjuterski generisana slika basena Helas na osnovu radarskog i stereoskopskog snimka Credit: ESA