Генетически модифицированные предгорные растения для терраформирования Марса

Я собираюсь сосредоточить внимание только на одной части проблем, которые придется преодолевать при открытии завода на Марсе: атмосфера... или, скорее, ее отсутствие.

Углекислый газ

Именно здесь растения получают углерод, чтобы строить себя. Атмосфера Марса очень тонкая, ее давление составляет 0,6% от земного. К счастью, это почти весь углекислый газ, в отличие от <0,4% здесь, на Земле. Другой вопрос, будет ли фотосинтез работать при таком низком давлении...

Очень низкое давление

Как упоминалось выше, атмосфера Марса очень и очень тонкая. Это примерно то же самое, что и 33 км вверх. Для сравнения, гора Эверест не совсем 9 км в высоту. Ни одно растение на Земле не эволюционировало, чтобы справиться с таким низким давлением. Вы упомянули генетическую модификацию, но нет растения, у которого можно было бы позаимствовать гены. Даже не ясно, может ли фотосинтез работать при таком низком давлении.

Жидкая вода на поверхности Марса (почти) невозможна.

При давлении ниже 611 Па вода никогда не будет жидкостью. Он сразу переходит из твердого состояния в газообразное (сублимация).

Марсианская атмосфера составляет от 600 до 1000 Па, оставляя чрезвычайно узкий диапазон температур для жидкой воды. На поверхности Марса в наилучших условиях жидкая вода может существовать при температуре от 0°С до 7°С . Это означает, что вашему растению придется пережить ночные заморозки, а днем ​​вода испарится.

Половина солнечного света

Марс получает около половины солнечного света, получаемого Землей . Это преодолимо, многие растения выживают в Арктике, но меры по увеличению поглощения солнечного света (т. е. увеличение площади поверхности) обычно противоречат мерам по уменьшению потери воды (т. е. уменьшению площади поверхности).

Как вы это делаете?

Есть экстремофилы , в частности психрофилы , которые используют антифриз для предотвращения замерзания воды. Так что проблема замерзания теоретически может быть решена.

Однако на Земле нет такой жизни, которая могла бы предотвратить закипание собственной воды. Даже гипертермофилы терпят неудачу, когда вода кипит.

Даже если это можно преодолеть, возможно, с помощью растения, поддерживающего внутреннюю изоляцию, оно оставляет очень узкое окно в течение дня, когда вода будет жидкой, и растению безопасно «дышать».

Одна из возможностей заключается в использовании измененного фотосинтетического метаболизма пустынных растений под названием Crassulacean Acid Metabolism или CAM . Они держат устьица закрытыми в течение дня, чтобы избежать потери воды. Ночью они открывают устьица, чтобы вдыхать CO ² и выдыхать O ² . CO ² хранится в виде кислоты. Днем их устьица закрыты, чтобы предотвратить потерю воды, а фотосинтез происходит с использованием накопленного CO ² .

Чтобы избежать потерь воды на испарение, ему пришлось бы резко уменьшить площадь поверхности. Как и у кактуса, у него, вероятно, не было бы листьев, только коротенькое цилиндрическое тело для хранения воды, а фотосинтез происходил на стебле. Толстая кожа будет поддерживать давление внутри, чтобы внутренняя вода не кипела в дневное время.

К сожалению, уменьшенная площадь поверхности означает меньшее поглощение солнечного света. Цикл CAM также неэффективен. Это означает гораздо меньшее количество доступной энергии. Подобно лишайнику , приспособленному к арктическим условиям, он будет расти очень и очень медленно .

Итак, предлагаемый нами завод...

• Поддерживает достаточно высокое внутреннее давление, чтобы вода не кипела.
• Использует биологический антифриз, чтобы не замерзнуть ночью.
• Использует фотосинтез CAM, чтобы «дышать» только тогда, когда это безопасно.
• Имеет минимальную площадь поверхности для уменьшения потери воды.
• Растет очень-очень медленно, как лишайник, из-за пониженного потребления энергии.

Остается открытым вопрос, как растение поддерживает внутреннее давление выше атмосферного, чтобы предотвратить закипание воды, но при этом умудряется втягивать воздух.