Conformación eficiente del terreno mediante nanopartículas diseñadas

universidad de chicago Investigadores de la Universidad Northwestern han desarrollado un nuevo método para calentar Marte Más de 50 grados Fahrenheit Utilizando partículas de polvo modificadas, que podrían hacer que el planeta sea apto para la vida microbiana y la colonización humana en el futuro.

Este enfoque se basa en los recursos existentes en Marte y puede ser 5.000 veces más eficiente que los métodos anteriores, lo que podría acelerar nuestra capacidad de hacer que Marte sea habitable.

Técnicas revolucionarias en la formación de la tierra.

Como sabemos que la superficie de Marte está fría y muerta, la gente se pregunta si hay alguna manera de hacerla más acogedora para la vida.

En un estudio pionero publicado el 7 de agosto en la revista Progreso científicoInvestigadores de la Universidad de Chicago realizaron, Universidad del NoroesteUn equipo de científicos de la Universidad de Florida Central ha propuesto un enfoque revolucionario para transformar Marte en un lugar habitable. Este nuevo método, que utiliza partículas de polvo fabricadas liberadas a la atmósfera, podría calentar el Planeta Rojo en más de 50 grados Fahrenheit, a temperaturas adecuadas para la vida microbiana, un primer paso crucial para hacer que Marte sea habitable.

El método propuesto es aproximadamente 5.000 veces más eficiente que los esquemas anteriores para el calentamiento global de Marte, lo que representa un gran avance en nuestra capacidad para modificar el entorno marciano.

Mejorando la habitabilidad de Marte

Lo que distingue a este enfoque es el uso de recursos fácilmente disponibles en Marte, lo que lo hace más factible que propuestas anteriores que dependían de la importación de materiales de la Tierra o la extracción de recursos marcianos raros.

Esta estrategia podría llevar décadas, pero logísticamente parece más fácil que otros planes propuestos hasta ahora.

«Esto sugiere que la barrera al calentamiento de Marte para permitir que haya agua líquida no es tan alta como se pensaba anteriormente», dijo Edwin Kite, profesor asociado de ciencias geofísicas de la Universidad de Chicago y coautor del estudio. El autor principal fue Samana Ansari, estudiante de posgrado del grupo del profesor Homan Mohseni en la Universidad Northwestern.

Influencias a largo plazo y contexto histórico

Los astronautas no podrán respirar el aire enrarecido de Marte; Hacer que el planeta fuera habitable para que la gente pudiera caminar sobre él sin ayuda humana requeriría una cantidad de trabajo mucho mayor. Pero tal vez sea posible sentar las bases haciendo que el planeta sea habitable para microbios y cultivos alimentarios que puedan agregar gradualmente oxígeno a la atmósfera, tal como lo han hecho con la Tierra a lo largo de su historia geológica.

Un nuevo enfoque para hacer realidad un viejo sueño

Existe una rica historia de propuestas para hacer que Marte sea habitable; El propio Carl Sagan hizo una sugerencia en 1971. Estas propuestas iban desde la ensoñación franca, como los escritores de ciencia ficción que se imaginan… Convirtiendo una de las lunas de Marte en solhasta ideas más nuevas y científicamente más lógicas, como diseñar baldosas de gel transparentes para atrapar el calor.

Cualquier plan para hacer que Marte sea habitable debe abordar varios obstáculos, incluida la letal radiación ultravioleta y el suelo salado. Pero el mayor obstáculo es la temperatura del planeta; La temperatura media de la superficie de Marte es de unos 80 grados Fahrenheit bajo cero.

Una estrategia para calentar el planeta podría ser el mismo método que los humanos están utilizando sin darse cuenta aquí en la Tierra: liberar materiales a la atmósfera, lo que mejoraría el efecto invernadero natural de Marte, atrapando el calor solar en la superficie.

El problema aquí es que necesitarás enormes cantidades de estos materiales, literalmente. Los planes anteriores se basaban en llevar gases de la Tierra a Marte, o intentar extraer grandes cantidades de componentes que no son comunes allí, propuestas ambas caras y difíciles. Pero el equipo se preguntó si esto podría lograrse procesando materiales que ya abundan en Marte.

Innovadora ingeniería de partículas para calentar Marte

Sabemos por naves espaciales como Curiosity que el polvo de Marte es rico en hierro y aluminio. Estas partículas de polvo por sí solas no son adecuadas para calentar el planeta; Su tamaño y composición hacen que tiendan a enfriar ligeramente la superficie en lugar de calentarla. Pero si diseñamos partículas de polvo con diferentes formas o composiciones, los investigadores plantean la hipótesis de que podrían atrapar el calor de manera más eficiente.

Los investigadores diseñaron partículas con forma de varillas cortas, de tamaño similar a la brillantina disponible comercialmente. Estas moléculas están diseñadas para atrapar el calor que se escapa y desviar la luz solar hacia la superficie, mejorando el efecto invernadero natural de Marte.

«Es interesante cómo interactúa la luz con objetos por debajo de la longitud de onda. Lo más importante es que las nanopartículas diseñadas pueden provocar efectos ópticos que van mucho más allá de lo que tradicionalmente se espera de partículas tan pequeñas», dijo Ansari. Mohseni, coautor, cree que sólo han arañado la superficie: «Creemos que es posible diseñar nanopartículas con mayor eficiencia, e incluso aquellas que puedan cambiar dinámicamente sus propiedades ópticas».

«Todavía se necesitan millones de toneladas para calentar el planeta, pero esto es 5.000 veces menos de lo que se necesitarían propuestas anteriores para calentar Marte globalmente», dijo Kite. «Esto aumenta enormemente la viabilidad del proyecto».

«Esto sugiere que la barrera al calentamiento de Marte para permitir que haya agua líquida disponible no es tan alta como se pensaba anteriormente».
Profesor asistente Edwin Kite

Los cálculos indican que si se liberaran continuamente partículas en la atmósfera marciana a un ritmo de 30 litros por segundo, el planeta se calentaría más de 50 grados Fahrenheit, y el efecto podría notarse en unos pocos meses. Asimismo, el aumento de temperatura sería reversible y se detendría al cabo de unos años si se detuviera la liberación de partículas.

Perspectivas de futuro en el campo de la transformación de Marte en una Tierra habitable

Los científicos dijeron que hay mucho trabajo por hacer. No sabemos exactamente con qué rapidez el polvo industrial escapó de la atmósfera marciana, por ejemplo. Marte tiene agua y nubes y, a medida que el planeta se calienta, el agua puede comenzar a condensarse cada vez más alrededor de partículas y volver a caer a la superficie en forma de lluvia.

«Las interacciones climáticas son muy difíciles de modelar con precisión. Para lograr algo como esto, necesitaremos más datos de Marte y la Tierra, y tendremos que proceder lenta y reversiblemente para asegurar que los efectos funcionen según lo previsto», advirtió Kite.

Si bien este método representa un gran avance en la investigación de la formación de la Tierra, los investigadores enfatizan que el estudio se centra en calentar Marte a temperaturas adecuadas para la vida microbiana y tal vez para el cultivo de alimentos, no en crear una atmósfera respirable para los humanos.

«Esta investigación abre nuevos horizontes para la exploración y puede acercarnos un paso más al sueño tan esperado de establecer una presencia humana sostenible en Marte», dijo Kite.

Referencia: “Viabilidad de mantener caliente Marte utilizando nanopartículas” por Samana Ansari y Edwin S. Kite, Ramsés Ramírez, William J. Steele, Homan Mohseni, 7 de agosto de 2024. Progreso científico.
DOI: 10.1126/sciadv.adn4650

Los coautores del estudio incluyeron a Ramsés Ramírez de la Universidad de Florida Central y William Still, un ex investigador postdoctoral de la Universidad de Chicago que ahora trabaja con el Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Plazo Medio.

Los autores utilizaron la instalación de computación de alto rendimiento Quest en Northwestern y el Centro de Computación de Investigación de la Universidad de Chicago.