KẾ HOẠCH SƯỞI ẤM SAO HỎA MỘT LẦN DUY NHẤT LẠI KHIẾN NÓ LẠNH HƠN

Sao Hỏa từng ẩm ướt: các thung lũng, lòng hồ cổ và khoáng vật bị nước biến đổi cho thấy nước lỏng đã từng chảy ở đó từ rất lâu. Ngày nay không khí ở đó rất loãng, chỉ 6 milibar, và khí carbon dioxide của nó chỉ góp khoảng 5 độ hiệu ứng nhà kính. Theo các khảo sát từ quỹ đạo, giải phóng thêm carbon dioxide sẵn có của hành tinh cũng không đủ để đẩy nó sang một trạng thái ấm hơn.

Bụi giữ nhiệt

Vì thế, các nhà nghiên cứu về cải tạo hành tinh (terraforming) — ý tưởng làm cho Sao Hỏa giống Trái Đất hơn — đã chuyển sang các sol khí nhân tạo. Các khí siêu nhà kính sẽ cần flo, nguyên tố hiếm trên Sao Hỏa. Thay vào đó, các nghiên cứu trước đề xuất những thanh nano nhôm dài khoảng 9 micromet. Được tinh chỉnh theo bức xạ hồng ngoại thoát ra từ hành tinh, chúng sẽ giữ nhiệt trong khi vẫn để ánh nắng đi qua, và tính trên mỗi kilôgam thì hiệu quả hơn các chất khí tới hơn một nghìn lần.

Nhưng các nghiên cứu ấy giả định rằng các hạt nằm yên tại chỗ, hoặc được phun liên tục vào không khí với tốc độ 30 đến 60 lít mỗi giây để bù cho những hạt rơi xuống.

Một liều, một năm

Tom Landefeld và Harald Lesch, Đại học Ludwig Maximilian ở Munich, đã thử một kịch bản khác trong một mô hình khí hậu ba chiều được xây dựng cho các hành tinh, Generic Planetary Climate Model:

• toàn bộ bụi tự nhiên trong khí quyển Sao Hỏa được thay thế một lần bằng hạt nano nhôm, không bổ sung thêm;
• một lớp băng nước dày, 3.400 kilôgam trên mỗi mét vuông, nằm trong lòng chảo Hellas, vùng trũng sâu nhất trên Sao Hỏa — một phép thử sức chịu đựng có chủ ý;
• mô hình chạy trong một năm Sao Hỏa, 669 sol, với chu trình nước đầy đủ: mây, sương giá và giáng thủy.

Họ so sánh với một lượt chạy đối chứng giữ nguyên bụi bình thường. Bài báo không nêu lượng nhôm đã được bơm vào.

Lạnh hơn, khô hơn, loãng hơn

Kết quả đi ngược với kế hoạch.

• Nhiệt độ bề mặt trung bình giảm từ 194,9 xuống 191,8 kelvin: lạnh hơn 3,1 độ.
• Nhiệt độ bề mặt cao nhất giảm 9 độ, và không khí sát bề mặt còn lạnh đi nhiều hơn, trung bình 7 độ.
• Không khí lạnh hơn khiến carbon dioxide đóng băng xuống mặt đất: áp suất bề mặt giảm và bầu khí quyển mất 12,3% khối lượng; băng carbon dioxide trên bề mặt tăng 24%.
• Hơi nước trong không khí giảm 99,65%, và tốc độ cực đại băng chuyển thành hơi giảm 99,8%.

Vì sao thất bại

Các tác giả chỉ ra một chuỗi hiệu ứng. Các hạt rơi xuống: trong không khí loãng như thế, một phân tử carbon dioxide đi được khoảng 10 micromet giữa hai lần va chạm, nên các hạt gặp rất ít lực cản khi lắng xuống. Không có nguồn bổ sung mới, tác dụng sưởi ấm của chúng phai dần trong năm. Trong khi đó, lớp băng sáng ở Hellas phản xạ phần lớn ánh nắng. Khi nhiệt độ giảm, nước đóng băng tách ra ở những điểm lạnh, và vòng phản hồi nhà kính của hơi nước mà việc cải tạo hành tinh hy vọng kích hoạt không bao giờ khởi động. Các tác giả không thể tách bạch hoàn toàn phần đóng góp của từng hiệu ứng.

Những giới hạn cần biết

Đây là một mô phỏng duy nhất trong một năm, ở độ phân giải thô, của hai tác giả. Lượng nhôm được bơm vào bị bỏ trống, và nhiều con số trong bài báo không khớp giữa phần văn bản và các bảng. Nghiên cứu không kiểm tra các kịch bản bơm liên tục mà nó phản bác.

Theo lời các tác giả, kết quả không cho thấy địa kỹ thuật hành tinh hiệu quả, cũng không cho thấy nó chắc chắn thất bại. Một lần bơm duy nhất hoạt động như một xung bức xạ nhất thời; một thay đổi lâu dài đối với khí hậu Sao Hỏa sẽ đòi hỏi nhiều hơn thế rất nhiều.