Para penulis fiksi ilmiah telah lama melakukan terraforming, proses menciptakan lingkungan yang mirip di Bumi atau layak huni di planet lain, dalam kisah-kisah mereka. Para ilmuwan sendiri telah mengusulkan terraforming untuk memungkinkan kolonisasi jangka panjang di Mars. Solusi yang umum untuk kedua kelompok adalah melepaskan gas karbon dioksida yang terperangkap di permukaan Mars untuk mempertebal atmosfer dan bertindak sebagai selimut untuk menghangatkan planet.
Namun, Mars tidak menyimpan cukup karbon dioksida yang praktis dapat ditempatkan kembali ke atmosfer untuk menghangatkan Mars, menurut penelitian baru yang disponsori NASA. Mengubah lingkungan Mars yang tidak ramah menjadi tempat yang dapat dijelajahi astronot tanpa dukungan kehidupan adalah tidak mungkin tanpa teknologi yang jauh melampaui kemampuan saat ini.
Meskipun atmosfer Mars saat ini sebagian besar terdiri dari karbon dioksida, namun terlalu tipis dan dingin untuk mendukung air tetap mencair, bahan penting untuk kehidupan. Di Mars, tekanan atmosfer kurang dari satu persen dari tekanan atmosfer Bumi. Air apa pun di permukaan akan sangat cepat menguap atau membeku.
Pendukung terraforming Mars mengusulkan pelepasan gas dari berbagai sumber di Planet Merah untuk menebalkan atmosfer dan meningkatkan suhu ke titik di mana air stabil dalam bentuk cairan di permukaan. Gas-gas ini disebut “gas rumah kaca” karena kemampuan mereka untuk menjebak panas dan menghangatkan iklim.
“Karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O) adalah satu-satunya gas rumah kaca yang memungkinan kehadirannya di Mars dalam kelimpahan yang cukup untuk memberikan pemanasan rumah kaca yang signifikan,” kata Bruce Jakosky dari University of Colorado, Boulder, penulis utama dari studi yang muncul di Nature Astronomy.
Meskipun studi penyelidikan tentang kemungkinan terraforming di Mars telah dibuat sebelumnya, hasil terbaru berdasarkan eksplorasi dari sekitar 20 tahun pengamatan pesawat ruang angkasa Mars tambahan. “Data ini telah memberikan informasi baru yang subtansial tentang sejarah bahan yang mudah menguap seperti CO2 dan H2O di planet ini, kelimpahan senyawa mudah menguap yang terkunci dan di bawah permukaan, dan hilangnya gas dari atmosfer menuju ruang angkasa,” kata rekan penulis Christopher Edwards dari Northern Arizona University.
Para peneliti menganalisis kelimpahan mineral yang mengandung karbon dan terjadinya CO2 di kutub es menggunakan data dari NASA Mars Reconnaissance Orbiter dan pesawat Mars Odyssey, dan menggunakan data pada hilangnya atmosfer Mars ke angkasa oleh pesawat ruang angkasa NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution).
“Hasil kami menunjukkan bahwa CO2 yang tersisa di Mars tidak cukup untuk memberikan pemanasan dari rumah kaca yang signifikan yang seharusnya sebagai gas yang akan disimpan di atmosfer; Selain itu, sebagian besar gas CO2 tidak dapat diperoleh dan dimobilisasi dengan mudah. Akibatnya, terraforming Mars tidak mungkin menggunakan teknologi masa kini,” kata Jakosky.
Meskipun Mars memiliki es air dalam jumlah yang signifikan yang dapat digunakan untuk menciptakan uap air, analisis sebelumnya menunjukkan bahwa air tidak dapat memberikan pemanasan yang signifikan dengan sendirinya; suhu tidak memungkinkan air yang cukup untuk bertahan sebagai uap tanpa terlebih dahulu memiliki pemanasan yang signifikan oleh CO2, menurut tim. Selain itu, sementara gas-gas lain seperti penanaman kloroflorokarbon atau senyawa berbasis fluorin lainnya telah diusulkan untuk menaikkan suhu atmosfer, gas-gas ini berumur pendek dan akan membutuhkan proses manufaktur berskala besar, sehingga mereka tidak dipertimbangkan dalam penelitian ini.
Tekanan atmosfir di Mars adalah sekitar 0,6 persen dari Bumi. Dengan Mars berada jauh dari Matahari, para peneliti memperkirakan tekanan CO2 yang sama dengan tekanan atmosfer total Bumi diperlukan untuk menaikkan suhu yang cukup untuk memungkinkan air stabil dalam bentuk cair. Sumber yang paling mudah didapat adalah CO2 di lapisan es kutub; itu bisa diuapkan dengan menyebarkan debu di atasnya untuk menyerap lebih banyak radiasi matahari atau dengan menggunakan bahan peledak. Namun, menguapkan lapisan es hanya akan memberikan kontribusi cukup CO2 untuk menggandakan tekanan Mars menjadi 1,2 persen dari Bumi, menurut analisis baru.
Sumber lain adalah CO2 yang melekat pada partikel debu di tanah Mars, yang bisa dipanaskan untuk melepaskan gasnya. Para peneliti memperkirakan bahwa pemanasan tanah Mars bisa memberikan hingga 4 persen dari tekanan yang dibutuhkan. Sumber ketiga adalah karbon terkunci di dalam endapan mineral. Dengan menggunakan pengamatan pesawat ruang angkasa NASA baru-baru ini mengenai endapan mineral, tim memperkirakan jumlah yang paling masuk akal akan menghasilkan kurang dari 5 persen dari tekanan yang dibutuhkan, tergantung pada seberapa luas endapan yang terkubur di dekat permukaan.
Hanya dengan menggunakan endapan dekat permukaan akan membutuhkan landasan penambangan yang luas, dan mengusir semua CO2 yang menempel pada partikel debu akan memerlukan landasan penambangan di seluruh planet hingga kedalaman sekitar 100 meter. Bahkan CO2 terperangkap dalam struktur molekul air-es, seharusnya sesuatu seperti “klatrat” ada di Mars, kemungkinan akan berkontribusi kurang dari 5 persen dari tekanan yang dibutuhkan, menurut tim.
Karbon-bantalan mineral terkubur jauh di dalam kerak Mars mungkin memegang cukup CO 2 untuk mencapai tekanan yang dibutuhkan, tetapi sejauh mana deposit dalam ini tidak diketahui, tidak dibuktikan oleh data orbital, dan memulihkan mereka dengan teknologi saat ini sangat energi intensif, membutuhkan suhu di atas 300 derajat Celsius (lebih dari 572 derajat Fahrenheit). Mineral-mineral pembawa karbon yang dangkal tidak cukup melimpah untuk berkontribusi secara signifikan terhadap pemanasan rumah kaca, dan juga membutuhkan pemrosesan yang intens yang sama.
Meskipun permukaan Mars tidak ramah terhadap bentuk kehidupan yang dikenal saat ini, fitur yang menyerupai dasar sungai kering dan endapan mineral yang hanya terbentuk oleh air memberikan bukti bahwa, di masa lalu, iklim Mars mendukung air dalam bentuk cairan di permukaan. Tapi radiasi matahari dan badai matahari dapat menghapus kedua uap air dan CO2 dari atmosfer Mars. Misi Mars Express dari MAVEN dan Misi Antariksa Eropa menunjukkan bahwa sebagian besar atmosfer kuno Mars yang berpotensi dapat dihuni telah hilang ke angkasa, tersapu oleh badai matahari dan radiasi.
Tentu saja, sekali ini terjadi, maka air dan CO2 hilang selamanya. Bahkan jika kerugian ini dicegah entah bagaimana, memungkinkan atmosfer untuk membangun perlahan-lahan dari outgassing oleh aktivitas geologi, outgassing saat ini sangat rendah; itu akan memakan waktu sekitar 10 juta tahun hanya untuk menggandakan atmosfer Mars saat ini, menurut tim.
Ide lainnya adalah mendatangkan senyawa yang mudah menguap dengan mengarahkan komet dan asteroid ke planet Mars. Namun, perhitungan tim mengungkapkan bahwa ribuan akan diperlukan; terlebih, itu tidak terlalu praktis.
Secara bersama-sama, hasil menunjukkan bahwa terraforming Mars tidak dapat dilakukan dengan teknologi yang tersedia saat ini. Upaya apa pun dipastikan masih sangat jauh di masa depan.
