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Articulo de referencia

Terraformación

La representación artística muestra un Marte terraformado en cuatro etapas de desarrollo. La terraformación o modelado de la Tierra es el proceso hipotético de modificar deliber...

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La representación artística muestra un Marte terraformado en cuatro etapas de desarrollo.

La terraformación o modelado de la Tierra es el proceso hipotético de modificar deliberadamente la atmósfera , la temperatura , la topografía de la superficie o la ecología de un planeta , luna u otro cuerpo astronómico para que se asemeje al entorno de la Tierra , con el objetivo de hacerlo habitable para los humanos . [ 1 ]

El concepto de terraformación se desarrolló a partir de la ciencia ficción y la ciencia real . El término fue acuñado por Jack Williamson en el relato de ciencia ficción « Collision Orbit » en Astounding Science Fiction en 1942. [ 2 ] El astrónomo estadounidense Carl Sagan posteriormente presentó una de las primeras propuestas científicas de terraformación con la ingeniería planetaria de Venus en 1961. [ 3 ]

Aunque el entorno de un planeta pudiera alterarse deliberadamente, la viabilidad de crear un entorno planetario sin restricciones que imite a la Tierra en otro planeta aún no se ha verificado. Si bien Venus y la Luna se han estudiado en relación con la terraformación, Marte suele considerarse el candidato más probable. Se han realizado numerosos estudios sobre la posibilidad de calentar el planeta y alterar su atmósfera, e incluso la NASA ha organizado debates al respecto. Varios métodos potenciales para la terraformación de Marte podrían estar dentro de las capacidades tecnológicas de la humanidad, pero según Martin Beech, la actitud económica de priorizar las ganancias a corto plazo sobre las inversiones a largo plazo no respaldará un proyecto de terraformación. [ 4 ]

Los largos plazos y la viabilidad de la terraformación también son objeto de debate. A medida que el tema ha cobrado mayor relevancia, la investigación se ha expandido a otras posibilidades, como la terraformación biológica, la paraterraformación y la modificación de seres humanos para adaptarlos mejor a los entornos de planetas y lunas . A pesar de ello, persisten interrogantes en áreas relacionadas con la ética , la logística , la economía , la política y la metodología de la modificación del entorno de un mundo extraterrestre, lo que plantea dificultades para la implementación del concepto.

Concepto

El término «terraformación» fue acuñado por Jack Williamson en « Collision Orbit » en 1942, para referirse a la creación de un entorno habitable para los seres humanos. Posteriormente, pasó a significar la transformación de planetas en planetas similares a la Tierra, en el sentido de «formación de la Tierra». [ 5 ] El concepto cobró fuerza cuando se hizo evidente, con las primeras sondas espaciales que viajaron a otros planetas, que estos no eran habitables. Desde entonces, la terraformación se ha concebido como un medio para que los humanos « colonicen » el espacio, o para que el espacio se asemeje a la Tierra. [ 5 ]

Durante la década de 1980, el geógrafo estadounidense Richard Cathcart logró que se reconociera formalmente el verbo "terraformar". La palabra se añadió a la cuarta edición del Shorter Oxford English Dictionary en 1993. [ 6 ]

El concepto se contrapone a la pantropía , la adaptación de los humanos a un entorno ajeno en lugar de un entorno a los humanos. [ 7 ] La pantropía también se ha considerado como un sustituto cuando la terraformación no está completa. [ 8 ]

Historia del estudio académico

El astrónomo Carl Sagan propuso la ingeniería planetaria de Venus en un artículo publicado en la revista Science en 1961. [ 3 ] Sagan imaginó sembrar la atmósfera de Venus con algas , que convertirían el agua , el nitrógeno y el dióxido de carbono en compuestos orgánicos . A medida que este proceso eliminara el dióxido de carbono de la atmósfera, el efecto invernadero se reduciría hasta que las temperaturas de la superficie bajaran a niveles "cómodos". La materia vegetal resultante , propuso Sagan, se pirolizaría por las altas temperaturas de la superficie de Venus y, por lo tanto, se secuestraría en forma de " grafito o alguna forma no volátil de carbono" en la superficie del planeta. [ 9 ] Sin embargo, descubrimientos posteriores sobre las condiciones en Venus hicieron imposible este enfoque en particular. Un problema es que las nubes de Venus están compuestas de una solución de ácido sulfúrico altamente concentrada. Aunque las algas atmosféricas pudieran prosperar en el entorno hostil de la atmósfera superior de Venus, un problema aún más insuperable es que su atmósfera es demasiado densa: la alta presión atmosférica daría como resultado una "atmósfera de oxígeno molecular casi puro" [ 9 ] a alta presión. Esta combinación volátil no podría mantenerse a lo largo del tiempo. Cualquier carbono que hubiera sido reducido por la fotosíntesis se oxidaría rápidamente en esta atmósfera mediante la combustión, "cortocircuitando" el proceso de terraformación. [ 9 ]

Sagan también visualizó la posibilidad de hacer habitable Marte para la vida humana en un artículo publicado en la revista Icarus , "Ingeniería planetaria en Marte" (1973). [ 10 ] Tres años después, la NASA abordó oficialmente el tema de la ingeniería planetaria en un estudio, pero utilizó el término "ecosíntesis planetaria". [ 11 ] El estudio concluyó que era posible que Marte albergara vida y se convirtiera en un planeta habitable . La primera sesión de la conferencia sobre terraformación, entonces denominada "Modelado Planetario", se organizó ese mismo año.

En marzo de 1979, el ingeniero y autor de la NASA, James Oberg, organizó el Primer Coloquio de Terraformación, una sesión especial en la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias en Houston . Oberg popularizó los conceptos de terraformación discutidos en el coloquio para el público general en su libro Nuevas Tierras (1981). [ 12 ] No fue hasta 1982 que la palabra terraformación se usó en el título de un artículo de revista publicado. El planetólogo Christopher McKay escribió "Terraformando Marte", un artículo para el Journal of the British Interplanetary Society . [ 13 ] El artículo discutió las perspectivas de una biosfera marciana autorregulada , y la palabra "terraformación" se ha convertido desde entonces en el término preferido.

En 1984, James Lovelock y Michael Allaby publicaron El reverdecimiento de Marte . [ 14 ] El libro de Lovelock fue uno de los primeros en describir un método novedoso para calentar Marte, donde se agregan clorofluorocarbonos (CFC) a la atmósfera para producir un fuerte efecto invernadero .

Motivado por el libro de Lovelock, el biofísico Robert Haynes trabajó tras bambalinas para promover la terraformación y aportó el neologismo Ecopoiesis , [ 15 ] formando la palabra a partir del griego οἶκος , oikos , "casa", [ 16 ] y ποίησις , poiesis , "producción". [ 17 ] Ecopoiesis se refiere al origen de un ecosistema . En el contexto de la exploración espacial, Haynes describe la ecopoiesis como la "fabricación de un ecosistema sostenible en un planeta actualmente sin vida y estéril". Fogg define la ecopoiesis como un tipo de ingeniería planetaria y es una de las primeras etapas de la terraformación. Esta etapa primaria de creación de ecosistemas generalmente se limita a la siembra inicial de vida microbiana . [ 18 ] Un artículo de opinión de 2019 de López, Peixoto y Rosado ha reintroducido la microbiología como un componente necesario de cualquier posible estrategia de colonización basada en los principios de la simbiosis microbiana y sus beneficiosos servicios ecosistémicos . [ 19 ] A medida que las condiciones se acerquen a las de la Tierra, se podría introducir vida vegetal , y esto acelerará la producción de oxígeno, lo que teóricamente hará que el planeta eventualmente pueda sustentar vida animal .

La ecopoiesis potencialmente permite una forma de coevolución de la terraformación con el entorno objetivo. [ 20 ]

Aspectos y definiciones

En 1985, Martyn Fogg comenzó a publicar varios artículos sobre terraformación. También fue editor de un número completo sobre terraformación para el Journal of the British Interplanetary Society en 1992. En su libro Terraforming: Engineering Planetary Environments (1995), Fogg propuso las siguientes definiciones para diferentes aspectos relacionados con la terraformación: [ 18 ]

  • Ingeniería planetaria : la aplicación de la tecnología con el fin de influir en las propiedades globales de un planeta.
  • Geoingeniería : ingeniería planetaria aplicada específicamente a la Tierra. Incluye únicamente aquellos conceptos de macroingeniería que se ocupan de la alteración de algún parámetro global, como el efecto invernadero, la composición atmosférica , la insolación o el flujo de impacto.
  • Terraformación: un proceso de ingeniería planetaria específicamente dirigido a mejorar la capacidad de un entorno planetario extraterrestre para sustentar la vida tal como la conocemos . El máximo logro en la terraformación sería crear un ecosistema planetario abierto que emule todas las funciones de la biosfera terrestre, un ecosistema completamente habitable para los seres humanos.

Fogg también ideó definiciones para planetas candidatos de distintos grados de compatibilidad humana: [ 21 ]

  • Planeta habitable (PH): Un mundo con un entorno lo suficientemente similar al de la Tierra como para permitir una vida humana cómoda y libre.
  • Planeta biocompatible (PB): Un planeta que posee los parámetros físicos necesarios para que la vida prospere en su superficie. Si inicialmente carece de vida, dicho mundo podría albergar una biosfera de considerable complejidad sin necesidad de terraformación.
  • Planeta fácilmente terraformable (ETP, por sus siglas en inglés): Un planeta que podría hacerse biocompatible, o posiblemente habitable, y mantenerse así mediante técnicas modestas de ingeniería planetaria y con los recursos limitados de una misión precursora de nave espacial o robot.

Fogg sugiere que Marte fue un planeta biológicamente compatible en su juventud, pero ahora no se encuentra en ninguna de estas tres categorías, porque su terraformación solo puede ser más difícil. [ 22 ]

Requisitos de habitabilidad

Condiciones necesarias para la habitabilidad, adaptadas de Hoehler (2007) [ 23 ]

La habitabilidad planetaria, definida en términos generales como la capacidad de un cuerpo astronómico para sustentar vida, requiere que se cumplan diversos criterios geofísicos , geoquímicos y astrofísicos antes de que la superficie de dicho cuerpo se considere habitable. Modificar la superficie de un planeta para que pueda sustentar vida, en particular para los humanos, es generalmente el objetivo final del hipotético proceso de terraformación. De especial interés en el contexto de la terraformación es el conjunto de factores que han sustentado animales complejos multicelulares , además de organismos más simples en la Tierra. La investigación y la teoría en este sentido forman parte de la ciencia planetaria y de la disciplina emergente de la astrobiología .

Las clasificaciones de los criterios de habitabilidad pueden variar, pero generalmente se acepta que la presencia de agua, temperaturas no extremas y una fuente de energía imponen amplias limitaciones a la habitabilidad. [ 24 ] Otros requisitos para la habitabilidad se han definido como la presencia de materias primas, un disolvente y condiciones benignas, [ 25 ] o requisitos elementales (como carbono, hidrógeno , nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre ) y condiciones fisicoquímicas razonables. [ 26 ] Cuando se aplican a organismos presentes en la Tierra, incluidos los humanos, estas limitaciones pueden reducirse sustancialmente.

En su hoja de ruta de astrobiología, la NASA ha definido los principales criterios de habitabilidad como "regiones extensas de agua líquida, condiciones favorables para el ensamblaje de moléculas orgánicas complejas y fuentes de energía para mantener el metabolismo ". [ 27 ]

Temperatura

El rango general de temperatura para toda la vida en la Tierra es de -20  °C a 122  °C, [ 24 ] determinado principalmente por la capacidad del agua (posiblemente salina o bajo alta presión en el fondo oceánico ) para estar disponible en forma líquida. Esto puede constituir un rango límite para el desarrollo de la vida en otros planetas, en el contexto de la terraformación. Para la Tierra, la temperatura está determinada por el equilibrio de la radiación solar incidente absorbida y la radiación infrarroja saliente , incluido el efecto de los gases de efecto invernadero en la modificación de la temperatura de equilibrio planetaria ; los conceptos de terraformación pueden incluir la modificación de la temperatura mediante métodos que incluyen reflectores solares para aumentar o disminuir la cantidad de iluminación solar y, por lo tanto, modificar la temperatura.

Agua

Toda la vida conocida requiere agua; [ 25 ] por lo tanto, la capacidad de un cuerpo planetario para mantener agua es un aspecto crítico de la habitabilidad. La zona habitable de un sistema solar se define generalmente como la región en la que puede haber agua líquida estable en la superficie de un cuerpo planetario. [ 25 ] [ 28 ] Los límites de la zona habitable se definieron originalmente por la pérdida de agua por fotólisis y escape de hidrógeno, estableciendo un límite sobre qué tan cerca puede estar un planeta de su estrella orbitada , y la prevalencia de nubes de CO 2 que aumentarían el albedo , estableciendo un límite exterior para el agua líquida estable. [ 28 ] Estas restricciones son aplicables en particular a planetas similares a la Tierra, y no se aplicarían tan fácilmente a lunas como Europa y Encélado con océanos cubiertos de hielo , donde la fuente de energía para mantener el agua líquida es el calentamiento de las mareas , en lugar de la energía solar.

Energía

En el nivel más fundamental, el único requisito absoluto para la vida podría ser el desequilibrio termodinámico , o la presencia de energía libre de Gibbs . [ 25 ] Se ha argumentado que la habitabilidad puede concebirse como un equilibrio entre la demanda de energía de la vida y la capacidad del medio ambiente para proporcionarla. [ 25 ] Para los humanos, la energía proviene de azúcares , grasas y proteínas que se obtienen al consumir plantas y animales, lo que a su vez requiere que un planeta habitable para los humanos pueda sustentar a dichos organismos. [ 29 ]

Gran parte de la biomasa de la Tierra (~60%) depende de la fotosíntesis como fuente de energía, mientras que otro ~40% es quimiotrófico . [ 24 ] Para el desarrollo de la vida en otros cuerpos planetarios, la energía química puede haber sido fundamental, [ 24 ] mientras que para sustentar la vida en otro cuerpo planetario del Sistema Solar , una energía solar suficientemente alta también puede ser necesaria para los organismos fototróficos .

Elementos

En la Tierra, la vida generalmente requiere seis elementos en alta abundancia: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. [ 26 ] Estos elementos se consideran "esenciales" para toda la vida conocida y son abundantes en los sistemas biológicos. [ 30 ] Otros elementos cruciales para la vida incluyen los cationes Mg 2 + , Ca 2 + , K + y Na + y el anión Cl − . [ 30 ] Muchos de estos elementos pueden sufrir oxidación o reducción facilitada biológicamente para producir energía metabólica utilizable . [ 30 ]

Etapas preliminares

La terraformación de un planeta implicaría adaptarlo a los requisitos de habitabilidad enumerados en la sección anterior. Por ejemplo, un planeta puede ser demasiado frío para que exista agua líquida en su superficie. Su temperatura podría elevarse añadiendo gases de efecto invernadero a la atmósfera, [ 31 ] utilizando espejos orbitales para reflejar más luz solar hacia el planeta, [ 32 ] o reduciendo el albedo del planeta. [ 10 ] Por el contrario, un planeta demasiado caliente para el agua líquida podría enfriarse eliminando los gases de efecto invernadero (si los hay), colocando un parasol en el punto L1 para reducir la luz solar que llega al planeta, o aumentando el albedo. [ 33 ] La presión atmosférica es otro problema: varios cuerpos celestes , incluidos Marte, Mercurio y la mayoría de las lunas, tienen una presión menor que la Tierra. A presiones inferiores al punto triple del agua (611,7 Pa), el agua no puede ser líquida a ninguna temperatura. La supervivencia humana requiere una presión aún mayor de al menos 6,3 kPa, el límite de Armstrong ; por debajo de esta presión, los fluidos corporales expuestos hierven a la temperatura corporal. Además, una atmósfera densa protege la superficie de los rayos cósmicos . [ 34 ] Una atmósfera delgada podría espesarse utilizando gases producidos localmente o importando gases de otros lugares; por ejemplo, se podría crear una atmósfera de oxígeno en la Luna reduciendo la roca lunar. [ 35 ]

Una vez que las condiciones sean más adecuadas para la vida de las especies introducidas , podría comenzar la importación de vida microbiana . [ 18 ] A medida que las condiciones se acerquen a las de la Tierra, también se podría introducir vida vegetal. Esto aceleraría la producción de oxígeno, lo que, en teoría, permitiría que el planeta eventualmente pudiera sustentar vida animal.

Objetivos potenciales

Marte

Representación artística de un Marte terraformado.

En muchos aspectos, Marte es el planeta más parecido a la Tierra en el Sistema Solar. [ 36 ] [ 37 ] Se cree que Marte tuvo un entorno más parecido a la Tierra en sus inicios, con una atmósfera más densa y abundante agua que se perdió a lo largo de cientos de millones de años. [ 38 ]

El mecanismo exacto de esta pérdida aún no está claro, aunque tres mecanismos, en particular, parecen probables: Primero, siempre que haya agua superficial presente, dióxido de carbono ( CO2 ) reacciona con las rocas para formarcarbonatos, extrayendo así la atmósfera y fijándola a la superficie planetaria. [ 39 ] En la Tierra, este proceso se contrarresta cuandola tectónica de placasprovoca erupciones volcánicas que liberan dióxido de carbono a la atmósfera. En Marte, la falta de dicha actividad tectónica impidió el reciclaje de los gases atrapados en los sedimentos. [ 40 ]

Segundo, la falta de una magnetosfera alrededor de Marte puede haber permitido que el viento solar erosionara gradualmente la atmósfera. [ 40 ] [ 41 ] La convección dentro del núcleo de Marte, que está hecho principalmente de hierro , [ 42 ] originalmente generó un campo magnético . Sin embargo, la dinamo dejó de funcionar hace mucho tiempo, [ 43 ] y el campo magnético de Marte ha desaparecido en gran medida, probablemente debido a "pérdida de calor del núcleo, solidificación de la mayor parte del núcleo y/o cambios en el régimen de convección del manto". [ 44 ] Los resultados de la misión MAVEN de la NASA muestran que la atmósfera se elimina principalmente debido a eventos de eyección de masa coronal , donde explosiones de protones de alta velocidad del Sol impactan la atmósfera. Marte todavía conserva una magnetosfera limitada que cubre aproximadamente el 40% de su superficie. Sin embargo, en lugar de cubrir y proteger uniformemente la atmósfera del viento solar, el campo magnético adopta la forma de una colección de campos más pequeños, con forma de paraguas, agrupados principalmente alrededor del hemisferio sur del planeta. [ 45 ]

Finalmente, entre aproximadamente 4.1 y 3.8 mil millones de años atrás, los impactos de asteroides durante el Bombardeo Intenso Tardío provocaron cambios significativos en el entorno superficial de los objetos del Sistema Solar. La baja gravedad de Marte sugiere que estos impactos podrían haber expulsado gran parte de la atmósfera marciana al espacio profundo. [ 46 ]

Mapa ficticio de un Marte completamente terraformado.

La terraformación de Marte implicaría dos cambios principales interrelacionados: la creación de la atmósfera y su calentamiento. [ 47 ] [ 48 ] Una atmósfera más densa de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, atraparía la radiación solar incidente . Dado que el aumento de la temperatura añadiría gases de efecto invernadero a la atmósfera, ambos procesos se potenciarían mutuamente. [ 49 ] El dióxido de carbono por sí solo no bastaría para mantener una temperatura superior al punto de congelación del agua, por lo que podría fabricarse una mezcla de moléculas de efecto invernadero especializadas. [ 50 ]

Andy Tomaswick presentó una vía realista para la terraformación radical de Marte. [ 51 ] Esto daría como resultado la creación de una atmósfera con una presión de aproximadamente 1000 hPa. La atmósfera se obtendría a partir de cuerpos con una masa total de aproximadamente 10¹⁹ kg (con alto contenido de agua y dióxido de carbono) transportados desde el Cinturón de Kuiper a Marte mediante motores de cohete termonucleares y asistencia gravitatoria.

Venus

Imagen a color real de Venus. Para terraformar el planeta, será necesario eliminar esta densa atmósfera.

La terraformación de Venus requiere dos cambios importantes: eliminar la mayor parte de la densa atmósfera de dióxido de carbono del planeta , de 9 MPa (1300 psi; 89 atm) , y reducir la temperatura superficial del planeta , de 450 °C (842 °F) . [ 52 ] [ 33 ] Estos objetivos están estrechamente relacionados porque la temperatura extrema de Venus puede ser consecuencia del efecto invernadero provocado por su densa atmósfera.     

Representación artística de una Venus terraformada

La atmósfera de Venus actualmente contiene poco oxígeno, por lo que un paso adicional sería inyectar O₂ respirable en ella. Una propuesta temprana para tal proceso proviene de Carl Sagan , quien sugirió la inyección de bacterias fotosintéticas flotantes en la atmósfera venusina para reducir el CO₂ a su forma orgánica y aumentar la concentración atmosférica de O₂ . [ 3 ] Sin embargo, este concepto se basaba en una comprensión errónea de la década de 1960 de la atmósfera de Venus, que la consideraba de mucha menor presión; en realidad, la presión atmosférica venusina (9300 kPa) es mucho mayor que las estimaciones iniciales. Por lo tanto, la idea de Sagan es insostenible, como él mismo admitió posteriormente. [ 53 ]

Un paso adicional señalado por Martin Beech incluye la inyección de agua y/o hidrógeno en la atmósfera planetaria; [ 4 ] este paso sigue a la captura de CO 2 y la reducción de la masa atmosférica. Para combinar el hidrógeno con el O 2 producido por otros medios, se necesitan aproximadamente 4 × 10 19 kg de hidrógeno; este podría tener que extraerse de otra fuente, como Urano o Neptuno. [ 4 ]

Luna

Representación artística de la Luna terraformada vista desde la Tierra.

Aunque la gravedad en la Luna de la Tierra es demasiado baja para mantener una atmósfera durante periodos geológicos, [ 54 ] si se le proporcionara una, podría retenerla durante periodos de tiempo relativamente largos. [ 35 ] Landis [ 35 ] y otros [ 55 ] [ 56 ] han propuesto, por lo tanto, que podría ser factible terraformar la Luna, aunque no todos están de acuerdo con esa propuesta. [ 57 ] Landis estima que una atmósfera de oxígeno puro de 6,89 kPa en la Luna requeriría del orden de doscientos billones de toneladas de oxígeno, y sugiere que podría producirse reduciendo el oxígeno de una cantidad de roca lunar equivalente a un cubo de unos cincuenta kilómetros de lado. Alternativamente, sugiere que el contenido de agua de "cincuenta a cien cometas" del tamaño del cometa Halley —unos 789,639 billones de litros cúbicos de agua [ 58 ] — cumpliría la función si se colocara en la Luna. [ 35 ] [ 55 ]

Mercurio

Representación artística del Mercurio terraformado.

Sería difícil terraformar Mercurio . Beech [ 59 ] afirma: «Parece haber pocas perspectivas de terraformar Mercurio de manera que puedan existir animales o plantas allí», y sugiere que su uso principal en un proyecto de terraformación sería como fuente minera de minerales. Sin embargo, se ha considerado la terraformación. [ 60 ] El campo magnético de Mercurio es solo el 1,1 % del de la Tierra y, al estar más cerca del Sol, cualquier atmósfera se despojaría rápidamente a menos que se la proteja del viento solar. Se conjetura que el campo magnético de Mercurio debería ser mucho más fuerte, hasta el 30 % del de la Tierra, si no estuviera siendo suprimido por ciertos efectos de retroalimentación del viento solar. [ 61 ] Si se encontrara algún medio para proteger a Mercurio del viento solar colocando un escudo magnético artificial en Mercurio-Sol L 1 (similar a la propuesta para Marte), [ 8 ] entonces el campo magnético de Mercurio podría posiblemente aumentar en intensidad hasta un punto en el que podría ser autosostenible siempre que el campo no se "detuviera" por otro evento solar. [ 60 ]

A pesar de ser mucho más pequeño que Marte, Mercurio tiene una velocidad de escape solo ligeramente inferior a la de Marte debido a su mayor densidad y podría, si una magnetosfera impide la pérdida de la atmósfera, mantener una atmósfera de nitrógeno y oxígeno durante millones de años.

Para proporcionar una atmósfera de presión, se requerirían aproximadamente 1,1 × 10¹⁸ kilogramos de gas; [ 60 ] o una cantidad algo menor si se acepta una presión menor. El agua podría ser suministrada desde el Sistema Solar exterior . Una vez suministrada, esta agua se dividiría en sus moléculas constituyentes de oxígeno e hidrógeno , posiblemente utilizando un polvo fotocatalítico, y el hidrógeno se perdería rápidamente en el espacio. A una presión de oxígeno de 20-30 kPa, la atmósfera sería respirable y se podría agregar nitrógeno según sea necesario para permitir el crecimiento de plantas en presencia de nitratos .

Se requeriría un control de la temperatura, debido a la temperatura media de equilibrio de aproximadamente 159  °C. Sin embargo, millones de kilómetros cuadrados en los polos tienen una temperatura media de 0 a 50  °C ( es decir, un área del tamaño de México en cada polo con temperaturas habitables). El área habitable total podría ser incluso mayor si el albedo planetario aumentara de 0,12 a aproximadamente 0,6, lo que potencialmente incrementaría el área habitable. Roy propone que la temperatura podría controlarse aún más disminuyendo el flujo solar en Mercurio a un valor cercano al terrestre mediante velas solares que reflejen la luz solar. Calcula que se necesitarían entre 16 y 17 millones de velas, cada una con un área de un kilómetro cuadrado. [ 60 ]

Tierra

Recientemente se ha propuesto que, debido a los efectos del cambio climático , se podría diseñar un programa intervencionista para que la Tierra recupere los parámetros climáticos preindustriales. Para lograrlo, se han propuesto diversos enfoques, como la gestión de la radiación solar , el secuestro de dióxido de carbono y el diseño y la liberación de organismos genéticamente modificados capaces de alterar el clima . [ 62 ] [ 63 ] Estos se conocen generalmente como geoingeniería o ingeniería climática , en lugar de terraformación.

Otros cuerpos del Sistema Solar

Otros posibles candidatos para la terraformación (posiblemente solo parcial o paraterraformación) incluyen las grandes lunas de Júpiter o Saturno ( Europa , Ganímedes , Calisto , Encélado , Titán ) y el planeta enano Ceres .

Las lunas están cubiertas de hielo, por lo que calentarlas haría que parte de este hielo se sublimara en una atmósfera de vapor de agua, amoníaco y otros gases. [ 64 ] [ 65 ] Para las lunas de Júpiter, la intensa radiación alrededor de Júpiter causaría radiólisis del vapor de agua, dividiéndolo en hidrógeno y oxígeno. [ 64 ] El primero se perdería rápidamente en el espacio, dejando atrás el oxígeno (esto ya ocurre en las lunas en menor medida, dándoles delgadas atmósferas de oxígeno). [ 64 ] Para las lunas de Saturno, el vapor de agua podría dividirse usando espejos orbitales para enfocar la luz solar, causando fotólisis . [ 65 ] El amoníaco podría convertirse en nitrógeno introduciendo bacterias como Nitrosomonas , Pseudomonas y Clostridium , dando como resultado una atmósfera de nitrógeno-oxígeno similar a la de la Tierra. [ 64 ] [ 65 ] Esta atmósfera protegería la superficie de la radiación de Júpiter, [ 34 ] pero también sería posible eliminar dicha radiación utilizando cables orbitales [ 66 ] u ondas de radio. [ 67 ]

Entre los desafíos para la terraformación de las lunas se incluyen sus grandes cantidades de hielo y su baja gravedad. [ 64 ] [ 65 ] Si todo el hielo se derritiera por completo, se formarían océanos profundos que abarcarían toda la superficie lunar, lo que significaría que cualquier asentamiento tendría que flotar (a menos que se permitiera que parte del hielo permaneciera para servir como tierra firme). [ 64 ] [ 65 ] La baja gravedad provocaría una fuga atmosférica con el tiempo y podría causar problemas para la salud humana . Sin embargo, la fuga atmosférica se produciría en periodos de tiempo mucho más largos que la esperanza de vida humana, como en el caso de la Luna. [ 35 ]

Una propuesta para terraformar Ceres implicaría calentarla (usando espejos orbitales, detonando dispositivos termonucleares o haciendo colisionar pequeños asteroides con Ceres), creando una atmósfera y un océano profundo. [ 68 ] Sin embargo, esto parece basarse en la idea errónea de que la superficie de Ceres es helada de forma similar a las lunas gigantes gaseosas. En realidad, la superficie de Ceres es "una capa de hielo mixto, silicatos y fases fuertes ligeras que se asemejan mejor a sales hidratadas y clatratos". [ 69 ] No está claro cuál sería el resultado de calentarla.

Otras posibilidades

Terraformación biológica

Muchas propuestas de ingeniería planetaria implican el uso de bacterias modificadas genéticamente. [ 70 ] [ 71 ]

A medida que la biología sintética madure en las próximas décadas, podría ser posible construir organismos diseñados desde cero que fabriquen directamente los productos deseados de manera eficiente. [ 72 ] Lisa Nip, candidata a doctorado en el grupo de Máquinas Moleculares del MIT Media Lab , afirmó que, mediante la biología sintética, los científicos podrían modificar genéticamente a humanos, plantas y bacterias para crear condiciones similares a las de la Tierra en otro planeta. [ 73 ] [ 74 ]

Gary King, microbiólogo de la Universidad Estatal de Luisiana que estudia los organismos más extremos de la Tierra, señala que "la biología sintética nos ha proporcionado un conjunto de herramientas extraordinario que puede utilizarse para fabricar nuevos tipos de organismos especialmente adaptados a los sistemas que queremos planificar" y describe las perspectivas de la terraformación, diciendo: "Querremos investigar los microbios elegidos, encontrar los genes que codifican las propiedades de supervivencia y terraformación que deseamos (como la resistencia a la radiación y la sequía ), y luego utilizar ese conocimiento para diseñar genéticamente microbios específicamente diseñados para Marte". Considera que el mayor obstáculo del proyecto reside en la capacidad de modificar genéticamente y adaptar los microbios adecuados, estimando que esto podría tardar "una década o más" en resolverse . También señala que lo mejor sería desarrollar "no un solo tipo de microbio, sino un conjunto de varios que trabajen juntos". [ 75 ]

DARPA está investigando el uso de plantas, bacterias y algas fotosintéticas cultivadas directamente en la superficie de Marte que podrían calentar y espesar su atmósfera. En 2015, la agencia y algunos de sus socios de investigación crearon un software llamado DTA GView , en el que se pueden consultar los genomas de varios organismos para mostrar inmediatamente una lista de genes conocidos y su ubicación en el genoma. Según Alicia Jackson, subdirectora de la Oficina de Tecnologías Biológicas de DARPA , han desarrollado un "conjunto de herramientas tecnológicas para transformar no solo lugares hostiles aquí en la Tierra, sino también para ir al espacio no solo de visita, sino para quedarse". [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]

Paraterraformación

También conocido como el concepto de "casa planetaria", la paraterraformación implica la construcción de un recinto habitable en un planeta que abarca la mayor parte de su superficie útil. [ 80 ] El recinto consistiría en un techo transparente sostenido a uno o más kilómetros sobre la superficie, presurizado con una atmósfera respirable y anclado con torres de tensión y cables a intervalos regulares. El concepto de casa planetaria es similar al de un hábitat abovedado , pero que cubre todo (o casi todo) el planeta.

Entre los objetivos potenciales para la paraterraformación se incluyen Mercurio, la Luna, Ceres y las lunas gigantes gaseosas. [ 81 ]

Adaptación humana

También se ha sugerido que, en lugar de o además de terraformar un entorno hostil, los humanos podrían adaptarse a estos lugares mediante el uso de ingeniería genética , biotecnología y mejoras cibernéticas . [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] Esto se conoce como pantropía .

Ejemplos de tales ajustes incluyen hacer que los órganos sean aptos para baja gravedad, aumentar los volúmenes pulmonares para atmósferas con bajos niveles de oxígeno y exoesqueletos [ 87 ] [ 86 ] para relaciones de alta presión.

Asuntos

Cuestiones éticas

Existe un debate filosófico dentro de la biología y la ecología sobre si la terraformación de otros mundos es una empresa ética . Desde el punto de vista de una ética cosmocéntrica , esto implica equilibrar la necesidad de preservar la vida humana con el valor intrínseco de las ecologías planetarias existentes. [ 88 ] Lucianne Walkowicz incluso ha calificado la terraformación como una «operación minera a escala planetaria ». [ 89 ]

En el lado pro-terraformación del argumento, están aquellos como Robert Zubrin , Martyn J. Fogg , Richard L.S. Taylor y el fallecido Carl Sagan que creen que es una obligación moral de la humanidad hacer que otros mundos sean aptos para la vida humana , como una continuación de la historia de la vida transformando los entornos que la rodean en la Tierra. [ 90 ] [ 91 ] También señalan que la Tierra eventualmente sería destruida si la naturaleza sigue su curso , por lo que la humanidad enfrenta una elección a muy largo plazo entre terraformar otros mundos o permitir que toda la vida terrestre se extinga . Terraformar planetas totalmente estériles, se afirma, no es moralmente incorrecto ya que no afecta a ninguna otra forma de vida.

El argumento contrario sostiene que la terraformación sería una injerencia poco ética en la naturaleza , y que, dado el trato que la humanidad ha dado a la Tierra en el pasado, otros planetas podrían estar mejor sin la intervención humana. Otros adoptan una postura intermedia, como Christopher McKay , quien argumenta que la terraformación es éticamente válida solo cuando se tiene la certeza absoluta de que un planeta alienígena no alberga vida propia; pero que, si la alberga, no se debería intentar remodelarlo para adaptarlo al uso humano, sino más bien modificar su entorno para nutrir artificialmente la vida alienígena y ayudarla a prosperar y coevolucionar, o incluso coexistir con los humanos. [ 92 ] Incluso esto sería visto como un tipo de terraformación por los ecocentristas más estrictos, quienes afirmarían que toda vida tiene derecho, en su biosfera de origen, a evolucionar sin interferencia externa.

Cuestiones económicas

El coste inicial de proyectos como la terraformación planetaria sería enorme, y la infraestructura necesaria para tal empresa tendría que construirse desde cero. Dicha tecnología aún no se ha desarrollado, y mucho menos es financieramente viable en la actualidad. John Hickman ha señalado que casi ninguno de los planes actuales de terraformación incorpora estrategias económicas , y la mayoría de sus modelos y expectativas parecen excesivamente optimistas. [ 93 ]

La terraformación es un concepto común en la ciencia ficción , que abarca desde la televisión , el cine y las novelas hasta los videojuegos . [ 94 ]

Un concepto relacionado de la ciencia ficción esxenoformación: un proceso en el que los extraterrestres cambian la Tierra u otros planetas para adaptarlos a sus propias necesidades, ya sugerido en el clásico La guerra de los mundos (1898) de H.G. Wells , [ 95 ]en su caso específico de areoformación (de Ares , el nombre alternativo griego de Marte ), siendo la Tierra su sujeto. [ 96 ]

Véase también

Notas

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