Sada nas ima 8 milijardi. UN kažu da će kada broj stanovnika dostigne vrhunac oko 2100. godine, postojati 11 milijardi ljudskih duša. Naš rast populacije je u sukobu sa prirodnim svetom u većim razmerama nego ikad, a mi gubimo između 200 i 2.000 vrsta svake godine, prema Svetskoj federaciji za divlje životinje.
Inženjer iz Velike Britanije kaže da je jedan od načina da se ublaži šteta od sukoba između čovečanstva i prirode stvaranje više staništa. To bismo mogli da uradimo izgradnjom rezervata ekosistema Terana na Marsu.
Pol L. Smit je građevinski inženjer na Fakultetu inženjerskih nauka Univerziteta u Bristolu, Velika Britanija. U članku u Međunarodnom časopisu za astrobiologiju, on objašnjava kako bismo mogli da izgradimo rezervat prirode na Marsu koji bi delovao kao vanzemaljski rezervat prirode (ETNR). ETNR bi delovao i kao „psihološko utočište i botanička bašta“, prema Smith.
Na prvi pogled, ideja bi mogla izgledati apsurdno ili apsurdno. Ali Smit je inženjer i smislio je ovo. On ne kaže da je ETNR na Marsu neminovan. On ima dugo gledište: da će ljudi nastaviti da vrše pritisak na Zemlju i da ćemo kolonizovati Mars. On kaže da ETNR-ovi treba da budu deo bilo kakvog nastojanja u kolonizaciji. Smit nije prvi koji je razmišljao o ovoj ideji. On se oslanja na mnoga ranija istraživanja drugih.
Pre nego što procenite koliko bi to moglo biti mudro, morate proceniti koliko je moguće. Ko je bolji od inženjera da kopa po tom pitanju?
Dužina dana na Marsu je slična Zemljinoj, tako da je taj temeljni deo dovoljan za početak. Mars je mnogo hladniji, ali sistemi za održavanje zatvorenog sfernog rezervata već postoje, tako da se temperaturom može upravljati bez previše složenosti. Površina Marsa je suva, ali pod zemljom postoji dovoljno smrznute vode, tako da problem vodosnabdevanja nije nepremostiv.
Atmosferski sastav Marsa i Zemlje su potpuno različiti, ali to je jedan od lakših problema za rešavanje. Zatvoreno okruženje može biti projektovano tako da ima bilo kakvu atmosferu koja je poželjna. Sam biljni život može donekle regulisati životnu sredinu. Temperatura i pritisak su dva faktora koja se lakše regulišu.
Ovo su osnove, ali mnogo više zbunjujućih pitanja nastaju kada se uradi detaljnija analiza. A Smitova analiza je detaljna.
Okruženje Marsovog zračenja je mesto gde stvari mogu početi da se komplikuju. Bez ozonskog omotača poput Zemljinog, površina Marsa je izložena opasnim nivoima jonizujućeg UV zračenja. „Marsov oštar površinski UV fluks steriliše zbog tanke atmosfere i nedostatka značajnog ozona“, piše Smit. Nešto UV zračenja je poželjno i deo je metabolizma nekih stvorenja. Ljudima je potrebno malo UV zračenja da bi stimulisali proizvodnju vitamina D. Ali zemaljski oblici života nisu prilagođeni povećanom UV zračenju i potrebna im je adekvatna zaštita.
„Srećom, kombinacije staklo/plastika mogu isključiti štetne talasne dužine dok emituju blagotvorno UV i vidljivo svetlo“, objašnjava Smit, „tako da se fluks u CTTE-ima (ekosistem zatvorenog terranskog tipa) može kontrolisati.“
Magnetna polja su otvorenije pitanje. Znamo da magnetno polje štiti Zemlju od kosmičkih zraka i da sprečava solarni vetar da skine ozonski omotač. Ali nemamo potpuno razumevanje načina na koji Zemljina magnetna polja igraju ulogu u životu. Neka stvorenja koriste magnetorecepciju za migriranje i kretanje. Neki nazivaju magnetorecepciju „najvećom misterijom u biologiji životinja“ i tu zagonetku treba bolje razumeti. Da li bismo mogli da napravimo veštačko magnetno polje u CTTE-u?
Život na Zemlji se takođe menja kako se menjaju godišnja doba. Sastav bioma se menja i to bi se moralo upravljati. Marsova sezonska varijabilnost je mnogo drugačija od Zemljine, tako da bi godišnja doba morala biti projektovana. „Vremenljivost određuje kritične razvojne faze, individualne fiziologije i međuspecifične odnose, dok vreme abiotskih događaja utiče na globalne tokove hranljivih materija“, objašnjava Smit.
„Fotoperiod i zimsko hlađenje uključeni su u fenologiju umerenih biljaka.“ Fenologija uključuje stvari poput postavljanja pupoljaka, pucanja pupoljaka i cvetanja biljaka. Takođe uključuje složenije ponašanje životinja kao što su migracija, uzgoj i polaganje jaja. Ta ponašanja su blisko sinhronizovana u prirodi, među pojedincima i među različitim vrstama. Repliciranje toga će biti ogroman izazov.
Ljudi se očigledno ne razmnožavaju sezonski, ali nismo izolovani od godišnjih doba, posebno u umerenim regionima. „Godišnja doba takođe prožimaju karakteristike kritične za psihološku restauraciju, na primer, jesenja boja, zimska tišina, prolećno cveće i letnje lišće“, piše Smit i ne greši.
Još jedna razlika između Marsa i Zemlje koja se može prevideti su lunarni ciklusi. Zemljin Mesec je masivan i ima snažan uticaj. Sićušni Fobos i Deimos, Marsov par meseci u obliku krompira, nemaju skoro nikakav uticaj na Mars. Čak i kada bi Mars bio pun života i imao okeane, te dve male stene ne bi mogle da izazovu plimu. U stvari, možda postoje regioni na površini Marsa u kojima meseci nikada nisu ni vidljivi.
Smit opisuje Zemljin mesec kao zeitgeber, „prirodni fenomen koji se ritmički javlja i koji deluje kao znak u regulaciji cirkadijalnih ritmova tela“, prema definiciji rečnika. Dužina dana na Marsu je slična Zemljinoj, tako da dnevni ritmovi možda neće predstavljati izazov.
Mars prima samo 43% sunčeve svetlosti koju prima Zemlja. Istraživanja pokazuju da je to dovoljno za fotosintezu, ali stope rasta biljaka na Marsu neće odgovarati Zemljinim bez veštačkog povećanja. Ovo je još jedna prepreka koja se može prevazići inženjeringom i tehnologijom, ali čini ETNR složenijim.
Smit govori o postavljanju rezervata prirode u podzemne cevi od lave, što bi obezbedilo UV zaštitu i druge prednosti. U tim slučajevima biće potrebno veštačko povećanje svetlosti.
ETNR-u bi trebalo tlo. Mars ima bazaltnu koru koja sadrži mnoge hranljive materije neophodne za biljke terana. „Tla dobijena od bazalta sa vulkanskim pepelom su dobra poljoprivredna tla“, piše Smit pozivajući se na druga istraživanja. „Zdrobljeni bazalt može povećati pH tla, dok njegovo rastvaranje oslobađa korisne hranljive materije, uključujući fosfor. Fosfor je jedan od tri primarne hranljive materije koje biljke trebaju da rastu: azot, fosfor i kalijum.
Verovatno ima dovoljno azota u marsovskom tlu da bi biljke mogle rasti, ali biljkama je potrebno i 16 drugih mikronutrijenata. „Ovo je sve prijavljeno sa Marsa ili Marsovih meteorita“, piše Smit. Ali druge hemikalije su uključene u plodnost zemljišta koje biljke ne konzumiraju direktno. To je komplikovana zagonetka.
Zemljano tlo ne samo da sadrži sve hranljive materije potrebne biljkama. Takođe je pun mikroba i stvorenja poput glista. Ova stvorenja su deo živog sistema na Zemljinom tlu. Da li će ceo sistem morati da se ponovo kreira? Ako je tako, to je izuzetan nivo sofisticiranosti. Istraživanja pokazuju da se nešto od ovoga može replicirati u marsovskom regolitu, ali to istraživanje je rađeno na repliciranoj marsovskoj prljavštini. Koliko možemo biti sigurni da možemo da izgradimo ceo sistem tla na Marsu?
Marsovski regolit takođe sadrži veće nivoe toksina od zemaljskog tla. Na Marsu postoje viši nivoi perhlorata, što regolit čini toksičnim za životne oblike. Takođe ima mnogo više oksida gvožđa u marsovskom regolitu, a kada se kombinuje sa povećanim nivoima perhlorata i vodonik peroksida, to je veoma toksična mešavina. Može li se sanacija nositi sa tim? Moguće. U stvari, izgradnja tla od nule je kritičan građevinski blok za ETNR i bio bi jedan od najsloženijih zadataka.
Zatim postoje marsovske oluje prašine. Neki od Marsovog regolita su toliko fini da se šalju uvis u olujama koje su ponekad veće od kontinentalne SAD. Skuplja se na površinama i predstavlja problem za solarne panele na marsovskim lenderima. Takođe smanjuje količinu sunčeve energije koja dopire do površine, što dodatno opterećuje fotosintezu.
Mora se uzeti u obzir i niža gravitacija Marsa. Marsova gravitacija je samo 38% Zemljine, a gravitacija je jedan od faktora koji moduliraju rast biljaka. Da li bi visoko zimzeleno drvo moglo da raste u smanjenoj gravitaciji Marsa?
„Eksperimenti pokazuju da je 0,3 g (< Mars) dovoljno da pokrene gravitropne odgovore, ali ta meristematska kompetencija može biti izgubljena pod gravitacijom poput lunarne (0,17 g),” piše Smit. Gravitropni odgovori su odgovor biljnog života na gravitaciju i rad na dva načina. Čarls Darvin je pokazao da koreni biljaka pokazuju pozitivan gravitropizam, što znači da rastu prema centru gravitacije, dok stabljike rastu dalje od gravitacije. Istraživanja pokazuju da biljke mogu rasti i fotosintetizirati u mikrogravitaciji, a astronauti su uzgajali različite vrste biljaka na ISS-u, gdje je gravitacija 89% Zemljine. Ali ti eksperimenti su rađeni na selektivnim usevima. Na ISS-u nije uzgajano drveće.
„Iz takvih dokaza, moguće je da će neke biljke tolerisati gravitaciju Marsa“, piše Smit. „Međutim, utiče i na funkciju šuma.
Gravitacija utiče ne samo na rast biljaka. On upravlja mnoštvom drugih stvari koje se moraju uzeti u obzir. „Opadanje listova i propagula, skakanje, letenje, kolaps mrtve šume, udar kišnih kapi i drenaža vode doprinose dinamici“, objašnjava Smit. Ali niža gravitacija bi takođe mogla pružiti neke prednosti. Marsovo niže osvetljenje moglo bi doprineti „dugogorskom“ rastu biljaka, slabijim stabljikama i manje snažnom rastu u celini. Niža gravitacija bi mogla uravnotežiti neke od tih negativnih efekata.
Smit ističe da je pokušaj ponovnog stvaranja specifičnog šumskog bioma Zemlje kontraproduktivan. Previše su složeni da bi se replicirali. „Šume na Zemlji duguju svoje skupove ekološkim i evolucionim pritiscima koji će se razlikovati od onih u marsovskim CTTE-ima. Nijedna mreža šumske hrane nije u potpunosti mapirana, same krošnje potencijalno sadrže preko 100 000 trofičkih veza, što predstavlja izazov za dupliranje.“ Umesto toga, zemaljski ekosistem bi bio nova mreža života kojoj bi bilo potrebno vreme da se uspostavi u Marsovom okruženju. Cilj bi bio da se uvedu vrste i da se vidi koje su se prilagodile, ostavljajući vremena za razvoj novog hibridnog ekosistema.
„Dizajneri ETNR-a bi trebalo da razmotre vrste kao ekološke zupčanike koji bi mogli biti sastavljeni u funkcionalne ekosisteme. Replikacija šuma na Zemlji je trenutno neizvodljiva, ali je moguć razvoj novih ekosistema koji funkcionišu na neočekivane načine. Marsove šume ne bi ličile ili funkcionisale baš kao Zemljine šume, ali još uvek može da izazove čudo; jesen sa 0,38 g nudi opadanje lišća iz snova“, piše on.
U Smithovom članku ima mnogo više detalja. Ovo je ogromna tema i tek počinjemo da se borimo sa svim pitanjima. Na primer, ako ETNR-ovi treba da obezbede predah za ljude na Marsu, potrebne su nam neke od pravih vrsta. „Šuma bez pevanja ptica ili leptira je loš TTE. Takav nedostatak može pogoršati nostalgiju za domom“, objašnjava on. Kakav proganjajući osećaj lutati tihom šumom. S druge strane, svi bismo mogli bez komaraca.
Šta je sa etičkim ograničenjima? Neće svi naši napori biti uspešni. Imamo li pravo da transportujemo druge oblike života u ETNR, samo da bismo ih gledali kako pate i umiru ako ne mogu da izdrže uslove? Ili bi ceo napor bio deo održavanja celog života na Zemlji u slučaju nesreće, tako da bi njihova patnja bila uz našu?
Ovo su složena pitanja bez jednostavnih odgovora.
Naše razumevanje kako život funkcioniše zajedno je daleko od potpunog. Još uvek smo zbunjeni kada se grupe kitova sami kupaju ili kada dođe do masovnog uginuća ptica. Ne možemo očekivati da ćemo „zamrznuti“ uslove u ETNR-u tako da nikada ne dođe do odumiranja. To može dovesti do novih niša koje mogu iskoristiti drugi oblici života. To je priroda, i ako ćemo pokušati da je ponovo stvorimo, moramo je prihvatiti.
Smit naglašava još jednu tačku koja se ponekad gubi u ovakvim vrstama diskusija. Homo sapiens očigledno nije evoluirao u vakuumu. Evoluirali smo zajedno sa drugim oblicima života i ne možemo preživeti bez njih. Na veoma osnovnom nivou, naša creva su kolonizovana bakterijama – važan deo ljudskog mikrobioma – i bez njih smo sjebani. Na ovom osnovnom biološkom nivou, potrebni su nam drugi oblici života da bismo preživeli, a oni se, zauzvrat, oslanjaju na druge oblike života. Mreža života je izuzetno složena.
Pitanje je neodoljivo: imamo li znanja da ponovo izgradimo zatvoreni zemaljski ekosistem na Marsu? Ali postavljanje tog pitanja dovodi do još jednog pitanja sa slutnjom:
Da li se teramo u poziciju da moramo da odgovorimo na prvi pre nego što budemo spremni?
Čak i ako nikada ne stignemo na Mars ili ne izgradimo ETNR, misaona vežba dovodi do ove tačke: priroda je sveobuhvatna struktura koja upravlja našim životima, i potrebna nam je više nego što nam je potrebna. I mi imamo odgovornost da održavamo prirodu živom.
„Iz biocentrične perspektive, svetski lideri bi trebalo da budu zabrinuti za budućnost života u Univerzumu i ulogu čovečanstva u njegovoj zaštiti i objavljivanju“, piše Smit. „Na planeti ograničene naseljivosti, ovo je značajna dužnost. Opstanak života, u bilo kom obliku, je krajnji biocentrični prioritet.“
