طرحی یک‌باره برای گرم کردن مریخ آن را سردتر می‌کند
مریخ زمانی پرآب بود: دره‌ها، حوضه‌های دریاچه‌ای و کانی‌های دگرگون‌شده با آب نشان می‌دهند که روزگاری آب مایع در آن جاری بوده است. امروز هوای آن رقیق است، با فشار 6 میلی‌بار، و کربن‌دی‌اکسیدش تنها حدود 5 درجه گرمایش گلخانه‌ای می‌افزاید. پیمایش‌های مداری نشان می‌دهند آزاد کردن کربن‌دی‌اکسید بیشتر از خود سیاره برای رساندن آن به وضعیتی گرم‌تر کافی نیست.
گردوغباری که گرما را به دام می‌اندازد
از این رو پژوهشگرانی که روی زمین‌سازی (terraforming)، یعنی ایده شبیه‌تر کردن مریخ به زمین، کار می‌کنند به افشانه‌های مصنوعی (آئروسل‌ها) روی آورده‌اند. گازهای ابرگلخانه‌ای به فلوئور نیاز دارند که در مریخ کمیاب است. به جای آن، پژوهش‌های پیشین نانومیله‌های آلومینیومی به طول حدود 9 میکرومتر پیشنهاد کرده‌اند. این میله‌ها اگر با نور فروسرخ خروجی سیاره تنظیم شوند، گرما را به دام می‌اندازند و نور خورشید را عبور می‌دهند، و به ازای هر کیلوگرم بیش از هزار برابر از گازها مؤثرترند.
اما آن پژوهش‌ها فرض کرده بودند که ذرات در جای خود می‌مانند، یا برای جایگزینی ذرات فروافتاده پیوسته با آهنگ 30 تا 60 لیتر در ثانیه در هوا افشانده می‌شوند.
یک دوز، یک سال
تام لاندفلد و هارالد لِش از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ سناریوی دیگری را در یک مدل اقلیمی سه‌بعدی ساخته‌شده برای سیارات، Generic Planetary Climate Model، آزمودند:
- همه گردوغبار طبیعی جو مریخ یک بار با نانوذرات آلومینیوم جایگزین می‌شود، بی هیچ افزودن دوباره‌ای؛
- لایه ضخیمی از یخ آب، 3,400 کیلوگرم بر متر مربع، در حوضه هلاس، ژرف‌ترین فرورفتگی مریخ، قرار دارد؛ یک آزمون فشار عمدی؛
- مدل به مدت یک سال مریخی، 669 سول، با چرخه کامل آب (ابرها، شبنم یخ‌زده و بارش) اجرا می‌شود.
آن را با یک اجرای کنترلی که گردوغبار عادی را نگه داشته بود مقایسه کردند. مقاله نمی‌گوید چه مقدار آلومینیوم تزریق شده است.
سردتر، خشک‌تر، رقیق‌تر
نتیجه برخلاف طرح است.
- میانگین دمای سطح از 194.9 به 191.8 کلوین افت کرد: 3.1 درجه سردتر.
- بیشینه دمای سطح 9 درجه کاهش یافت و هوای نزدیک سطح حتی بیشتر، به‌طور میانگین 7 درجه، سرد شد.
- هوای سردتر باعث شد کربن‌دی‌اکسید روی زمین یخ بزند: فشار سطحی افت کرد و جو 12.3% از جرم خود را از دست داد؛ یخ کربن‌دی‌اکسید روی سطح 24% افزایش یافت.
- بخار آب در هوا 99.65% کاهش یافت و بیشینه آهنگ تبدیل یخ به بخار 99.8% افت کرد.
چرا شکست خورد
نویسندگان به زنجیره‌ای از اثرها اشاره می‌کنند. ذرات فرو می‌افتند: در چنین هوای رقیقی، یک مولکول کربن‌دی‌اکسید میان دو برخورد حدود 10 میکرومتر می‌پیماید، پس ذرات هنگام ته‌نشین شدن مقاومت کمی می‌بینند. بدون تأمین تازه، اثر گرمایی‌شان در طول سال کم‌رنگ می‌شود. در همین حال، یخ درخشان هلاس بخش بزرگی از نور خورشید را بازمی‌تاباند. با افت دما، آب در نقاط سرد یخ می‌زند و بازخورد گلخانه‌ای بخار آب، که زمین‌سازی امید به راه انداختنش را دارد، هرگز آغاز نمی‌شود. نویسندگان نتوانستند سهم هر اثر را به‌طور کامل از هم جدا کنند.
محدودیت‌هایی که باید دانست
این یک شبیه‌سازی واحد در یک سال، با تفکیک‌پذیری درشت و به دست دو نویسنده است. مقدار آلومینیوم تزریق‌شده ذکر نشده و چند عدد در مقاله میان متن و جدول‌ها با هم نمی‌خوانند. این پژوهش سناریوهای تزریق پیوسته‌ای را که با آن‌ها مخالفت می‌کند نمی‌آزماید.
به گفته نویسندگان، این نتیجه نه نشان می‌دهد که مهندسی اقلیم سیاره‌ای کار می‌کند و نه اینکه محکوم به شکست است. یک تزریق یک‌باره مانند تپ تابشی گذرایی رفتار می‌کند؛ تغییری ماندگار در اقلیم مریخ به بسیار بیش از این نیاز دارد.