テラフォーミング - 新しい場所に新しい地球を構築する
いつの日か、世界的な大災害が発生した場合、地球上の文明を復元することも、脅威の前の状態に戻すこともできないことが判明するかもしれません. 新しい世界を確保し、そこですべてを新たに構築することは価値があります-私たちが故郷の惑星で行ったよりも優れています。 しかし、すぐに定着できる天体は知られていません。 そのような場所を準備するには、いくらかの作業が必要になるという事実を考慮しなければなりません。
1. ストーリー「軌道上の衝突」の表紙
惑星、月、またはその他の天体のテラフォーミングは、惑星またはその他の天体の大気、温度、表面地形、または生態系を地球の環境に似せて変更する、（私たちが知る限り）他には存在しない仮説的なプロセスです。陸上生物に適しています。
テラフォーミングの概念は、現場と実際の科学の両方で進化しました。 用語自体が導入された ジャック・ウィリアムソン 1年に出版された物語「Collision Orbit」（1942）の中で（ウィル・スチュワート）。
金星は涼しく、火星は暖かい
1961年にサイエンス誌に掲載された記事の中で、天文学者は次のように述べています。 カール・セーガン 提案した。 彼は、その大気中に藻類を植えて、水、窒素、二酸化炭素を有機化合物に変換することを想像しました。 このプロセスにより大気から二酸化炭素が除去され、気温が快適なレベルに下がるまで温室効果が軽減されます。 過剰な炭素は、例えばグラファイトの形で地球の表面に局在化します。
残念なことに、金星の状態に関するその後の発見により、そのようなプロセスは不可能であることが判明しました。 そこの雲が高濃度の硫酸溶液で構成されているという理由だけであれば。 たとえ理論上、藻類が上層大気の過酷な環境で成長する可能性があるとしても、大気自体は単に密度が高すぎるため、大気圧が高いとほぼ純粋な酸素分子が生成され、炭素が燃えて再び二酸化炭素が放出されるでしょう。2.
しかし、ほとんどの場合、私たちは火星の適応の可能性という文脈でテラフォーミングについて話します。 (2)。 1973年に学術誌イカロスに掲載された論文「火星の惑星工学」の中で、セーガンは赤い惑星が人類の居住可能な場所である可能性があると考えた。
2. 火星のテラフォーミングの次の段階のビジョン
XNUMX 年後、NASA は正式に「惑星工学の問題」という用語を使用して対処しました。惑星の生態合成」。 発表された研究は、火星が生命を維持し、居住可能な惑星になる可能性があると結論づけた。 同年、当時は「惑星モデリング」としても知られていたテラフォーミングに関する会議の最初のセッションが開催されました。
ただし、「テラフォーミング」という言葉が現代的な意味で使用され始めたのは 1982 年になってからです。 惑星学者 クリストファー・マッケイ (7) 「火星のテラフォーミング」という論文を執筆し、英国惑星間協会誌に掲載されました。 この論文は火星の生物圏の自主規制の見通しについて論じており、マッカイが使用したこの言葉はそれ以来好まれる言葉となった。 1984年 ジェームズ・ラブロック i マイケル・アラビー は、大気中に添加されたクロロフルオロカーボン (CFC) を使用して火星を加熱する新しい方法を最初に説明した書籍「Greening Mars」を出版しました。
合計すると、この地球の加熱と大気の変化の可能性について、すでに多くの研究と科学的議論が行われています。 興味深いことに、火星を変換するためのいくつかの仮説的な方法は、すでに人類の技術的能力の範囲内にある可能性があります。 しかし、このために必要な経済資源は、政府や社会が現在そのような目的に投じようとしている資源よりもはるかに多くなるでしょう。
系統的なアプローチ
テラフォーミングが概念として広く流通した後、その範囲は体系化され始めました。 1995年 マーティン・J・フォッグ (3) 彼は著書『Terraforming: Engineering Planetary Environmentals』の中で、この分野に関連するさまざまな側面について次の定義を提案しました。
- 惑星工学 - 地球の地球規模の特性に影響を与えるテクノロジーの使用。
- 地球工学 - 地球に特化した惑星工学。 温室効果、大気組成、太陽放射、衝撃流束などの特定のグローバル パラメーターの変更を伴うマクロ エンジニアリングの概念のみを扱います。
- テラフォーミング - 特に、地球外の惑星環境が既知の状態で生命を維持する能力を高めることを目的とした、惑星工学のプロセス。 この分野における最終的な成果は、人間の居住に完全に適応した、地上の生物圏のすべての機能を模倣する開かれた惑星生態系の創造です。
フォッグはまた、人類の生存に関してさまざまな程度の適合性を備えた惑星の定義を開発しました。 彼は惑星を次のように区別しました。
- 人が住んでいる () - 地球によく似た環境で、人々が快適に自由に生活できる世界。
- 生体適合性 (BP) - 表面で生命が繁栄することを可能にする物理的パラメータを持つ惑星。 最初はそれが欠けていたとしても、テラフォーミングを必要とせずに非常に複雑な生物圏を含むことができます。
- 簡単にテラフォーミングできる (ETP) - 生体適合性または居住可能になり、近くの宇宙船またはロボット前駆体ミッションに保存された比較的控えめな一連の惑星工学技術とリソースによってサポートできる惑星。
フォッグ氏は、火星は若い頃は生物学的に適合する惑星だったと示唆しているが、現在はこの XNUMX つのカテゴリーのいずれにも当てはまらない。そのテラフォーミングは ETP を超えており、あまりにも困難で費用がかかりすぎる。
エネルギー源の存在は生命にとって絶対的な要件ですが、惑星の当面の生存可能性または潜在的な生存可能性の考えは、他の多くの地球物理学的、地球化学的、天体物理学的基準に基づいています。
特に興味深いのは、地球上の単純な生物に加えて、複雑な多細胞生物をサポートする一連の要因です。 動物。 この分野の研究と理論は惑星科学と宇宙生物学の一部です。
熱核はいつでも使える
NASAは宇宙生物学ロードマップの中で、主要な適応基準を主に「適切な液体水資源、複雑な有機分子の凝集を促進する条件、代謝をサポートするエネルギー源」と定義している。 地球上の条件が特定の種の生存に適した状態になると、微生物の生命の輸入が始まる可能性があります。 条件が地球の条件に近づくにつれて、植物が導入される可能性があります。 これにより酸素の生成が加速され、理論的には最終的に地球が動物の生命を維持できるようになるだろう。
火星では、地殻活動の欠如により、地球では大気にとって有益である、地元の堆積物からのガスのリサイクルが妨げられました。 第二に、火星の周囲には包括的な磁気圏が存在しないため、太陽風によって大気が徐々に破壊されたと考えられます (4)。
4. 弱い磁気圏は火星の大気を保護しない
大部分が鉄である火星の核の対流は当初磁場を生成しましたが、ダイナモは機能を停止して久しく、火星の磁場はおそらく核の熱損失と凝固によりほとんど消失しました。 現在、磁場は、主に南半球の周囲にある、局所的な傘に似た小さな磁場の集合です。 磁気圏の残骸は地球の表面の約 40% を覆っています。 NASAミッションの研究結果 スペシャリスト これらの研究は、主に高エネルギーの陽子を地球に衝突させる太陽コロナ質量放出によって大気が浄化されていることを示している。
火星のテラフォーミングには、大気の生成とその加熱という XNUMX つの大きなプロセスを同時に行う必要があります。
二酸化炭素などの温室効果ガスの大気が厚くなると、入ってくる太陽放射が止まります。 気温が上昇すると大気中に温室効果ガスが追加され、XNUMX つのプロセスが相互に強化されます。 しかし、二酸化炭素だけでは水の氷点以上の温度を維持するには十分ではなく、他のものが必要になります。
最近名前が付けられた別の火星探査機 忍耐力 今年発売される予定で、 酸素を発生させようとする。 薄い大気には 95,32% の二酸化炭素、2,7% の窒素、1,6% のアルゴン、約 0,13% の酸素のほか、さらに少量の他の多くの元素が含まれていることがわかっています。 として知られる実験 陽気さ (5)は二酸化炭素を利用し、そこから酸素を取り出すものです。 臨床検査では、これが一般的に可能であり、技術的に実現可能であることが示されています。 どこかから始めなければなりません。
5. パーサヴィアランス探査車の MOXIE 実験用の黄色のモジュール。
スペースX社の社長、 エロンマスク火星のテラフォーミングに関する議論にXNUMXセントを投入しなければ、彼は自分ではなくなってしまうだろう。 マスク氏のアイデアの一つは、火星の極地に行くことだ。 水素爆弾。 彼の意見では、大規模な砲撃は氷を溶かして大量の熱エネルギーを発生させ、二酸化炭素を放出して大気中に温室効果を生み出し、熱を閉じ込めるだろうという。
火星の周りの磁場は火星飛行士を宇宙線から守り、火星の表面に穏やかな気候を作り出すでしょう。 しかし、中に巨大な液体鉄を入れることは絶対にできません。 したがって、専門家は別の解決策を提案します - w を挿入 ポイント ライブラリ L1 火星と太陽系では 素晴らしい発電機、かなり強い磁場が発生します。
このコンセプトは、惑星科学ビジョン 2050 ワークショップで博士によって発表されました。 ジム・グリーン, NASAの惑星探査部門、惑星科学部門の責任者。 時間の経過とともに、磁場により大気圧と平均気温が上昇します。 わずか 4℃上昇するだけで極地の氷が溶け、貯蔵されていた COXNUMX が放出されます。2これは強力な温室効果を引き起こします。 そこにまた水が流れていきます。 制作者によれば、プロジェクトの実際の実施時期は2050年だという。
一方、ハーバード大学の研究者らが昨年 XNUMX 月に提案した解決策は、地球全体を一度にテラフォーミングするとは約束しておらず、段階的な方法になる可能性がある。 科学者たちが考え出したのは、 「ドーム」の建設 シリカエアロゲルの薄い層でできており、透明であると同時に紫外線から保護し、表面を温めます。
シミュレーション中に、エアロゲルの 2 ～ 3 cm の薄い層で表面を 50 °C も加熱するのに十分であることが判明しました。 適切な場所を選択すると、火星の破片の温度が-10℃に上昇することになります。 まだ低いですが、対応できる範囲内です。 さらに、これらの地域の水は一年中液体状態に保たれる可能性が高く、太陽光が常に浴びられることと合わせて、植物が光合成を行うのに十分なはずだ。
生態学的テラフォーミング
火星を地球に似たものに再現するというアイデアが素晴らしいように聞こえるなら、他の宇宙体の潜在的なテラフォーミングは空想のレベルを n 段階まで引き上げます。
金星についてはすでに言及されています。 あまり知られていないが、次のような考慮事項があります。 月のテラフォーミング. ジェフリー・A・ランディス NASAは2011年に、純粋な酸素から衛星の周囲に0,07気圧の大気を作り出すには、どこかから200億トンの酸素を供給する必要があると計算した。 研究者は、これは月の岩石からの酸素還元反応を利用して行えるのではないかと示唆した。 問題は、重力が低いため、すぐにそれを失ってしまうということです。 水に関しては、月面に彗星を衝突させるという以前の計画は機能しない可能性がある。 月の土壌には局所的なHが大量に存在することが判明2特に南極付近では0です。
テラフォーミングの他の候補 (おそらく部分的のみ)、または異星天体への創造からなるパラテラフォーミング 閉鎖された生息地 人々にとって (6) これらは、タイタン、カリスト、ガニメデ、エウロパ、さらには水星、土星の衛星エンケラドゥス、準惑星ケレスです。
6. 部分的テラフォーミングの芸術的ビジョン
さらに系外惑星に進むと、その中で地球と非常によく似た世界に遭遇することが多くなり、突然まったく新しいレベルの議論に到達します。 私たちは遠くにあるETP、BP、さらにはHPなどの惑星を識別することができます。 私たちの太陽系には存在しないもの。 そうなると、そのような世界を実現することは、テラフォーミングの技術やコスト以上に大きな問題となります。
惑星工学の提案の多くには、遺伝子組み換え細菌の使用が含まれています。 ゲイリー・キング地球上で最も極端な生物を研究しているルイジアナ州立大学の微生物学者は、次のように述べています。
「合成生物学は、私たちが設計したいシステムに特に適応した新しいタイプの生物を作成するために使用できる素晴らしいツールのセットを私たちに提供してくれました。」
科学者はテラフォーミングの展望を概説し、次のように説明しています。
「私たちは、選ばれた微生物を研究し、生存に関与する遺伝子やテラフォーミングへの有用性（放射線への耐性や水不足など）を見つけ出し、この知識を遺伝子操作して特別に設計された微生物に応用したいと考えています。」
科学者は、適切な微生物を遺伝的に選択して適応させる能力が最大の課題であると考えており、この障害を克服するには「XNUMX年以上」かかる可能性があると考えている。 彼はまた、最善の方法は「XNUMX種類の微生物だけでなく、一緒に働く複数の微生物」を開発することだろうとも述べている。
専門家らは、異星環境のテラフォーミングの代わりに、あるいはそれに加えて、人類は遺伝子工学、バイオテクノロジー、サイバネティックスの強化によってこれらの場所に適応できる可能性があると示唆している。
リサ・ニッップ MITメディアラボの分子機械チームのメンバーらは、合成生物学を使えば科学者が人、植物、細菌を遺伝子組み換えして、生物を別の惑星の条件に適応させることができる可能性があると述べた。
マーティン・J・フォッグ、カール・セーガンとか ロバート・ズブリン i リチャード L.S. ティロ私は、地球上の環境の変化の生命史の継続として、他の世界を居住可能にすることは完全に受け入れられないと信じています。 人類の道徳的義務。 彼らはまた、いずれにせよ、私たちの地球が最終的に存続できなくなることを示しています。 長期的には、移転の必要性も考慮する必要があります。
支持者たちは不毛の惑星のテラフォーミングとは何の関係もないと信じているが。 倫理的問題、いずれにしても自然に干渉することは非倫理的であるという意見があります。
人類による初期の地球への扱いを考慮すると、他の惑星は人間の活動にさらされないままにしておくのが最善です。 クリストファー・マッケイは、地球外惑星が原住民の生命を隠していないという絶対的な確信がある場合にのみ、テラフォーミングは倫理的に正しいと主張する。 そして、たとえそれを見つけることができたとしても、私たちはそれを自分のために変換しようとするのではなく、次のような方法で行動すべきです。 この異質な生活に適応する。 いかなる場合でも、その逆はありません。
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