Почему на Марсе не растут растения?

В атмосфере Марса много углекислого газа. Он также получает много солнечного света. На Земле растения используют углекислый газ и солнечный свет для фотосинтеза. Итак, почему растения не могут жить на Марсе?

Если мы поместим их туда, они могут вырасти: planetary.org/blogs/guest-blogs/…
@Rikki-Tikki-Tavi Эта статья о цианобактериях и лишайниках, а не о растениях.
Следующим по величине барьером (после уже упомянутой атмосферы и состава воздуха) является почва. Вам нужна почва. Вы можете добиться некоторого успеха с гидропоникой и искусственной средой, но для большего вам нужна почва: созданная другими организмами. Из реголита яблоню не получишь.
Связанный вопрос: space.stackexchange.com/questions/4089/…
Было бы интересно попросить подробный список функций, которые потребуются марсианской теплице : теплоизоляция, вода, кислородная ловушка? Он может медленно высвобождать избыток кислорода, чтобы солнечный ветер унес его прочь.

Ответы (4)

Растениям нужен не только углекислый газ; как и большинству организмов, им также нужен кислород, чтобы выжить. Они могут производить кислород из углекислого газа, но это не помогает клеткам, не подвергающимся воздействию солнечного света; если вы поместите растение в среду с очень низким содержанием кислорода, оно погибнет.

Существуют организмы, которые могут выживать практически без кислорода (например, цианобактерии, которые могут напрямую обеспечивать свой дыхательный цикл за счет своего цикла фотосинтеза), но, как правило, среди них нет растений.

Даже если бы Марс был полностью похож на Землю, вероятность того, что какой-то первичный бульон разовьется в живые клетки, которые затем разовьются в простейшие растения, почти нулевая. во Вселенной, вероятно, есть миллионы планет, которые точно такие же, как Земля, с водой, океанами, реками, но без каких-либо растений или форм жизни.

Вся жизнь, какой мы ее знаем, требует жидкой воды в качестве среды (полярного растворителя), в которой может происходить химия жизни. Условия на поверхности Марса в значительной степени исключают существование жидкой воды. Атмосферное давление находится на уровне тройной точки воды или ниже, а это означает, что вода может существовать только в виде льда или газа (пара). Несмотря на то, что марсианская почва, вероятно, содержит все элементы, необходимые для роста растений, и создается впечатление, что когда-то на поверхности Марса была жидкая вода (тогда там была более плотная атмосфера), растения не могли выжить в нынешних марсианских условиях из-за отсутствие жидкой воды.

Если бы марсианская атмосфера была немного толще, ситуация могла бы быть другой, но, как указано в одном из других ответов, растениям на самом деле нужен кислород, а также углекислый газ. В присутствии солнечного света растения потребляют углекислый газ и производят кислород в качестве «отходов». В темноте растениям по-прежнему приходится поддерживать свой метаболизм и потреблять для этого кислород из атмосферы. Кроме того, растения не являются островками жизни; они имеют симбиотические отношения с другими организмами, включая бактерии. Некоторым из этих организмов также требуется кислород.

Возможно, когда-то на Марсе существовала жизнь, и именно поэтому сейчас проводится так много исследований. Есть свидетельства проточной воды , что подразумевает более теплый климат и более плотную атмосферу. Но эта атмосфера исчезла, когда солнце стало горячее, и теперь Марс замерз. У него недостаточно гравитации или магнитного поля, достаточно сильного, чтобы удерживать достаточно плотную атмосферу, чтобы поддерживать тепло, с таким солнцем, как сейчас.

Растениям нужна жидкая вода. Сегодня на Марсе их нет. Ну, на самом деле, летом по несколько часов в день. Из-за присутствия в почве перхлоратов температура плавления воды ниже, действует как антифриз. Этого достаточно, чтобы позволить ему некоторое время существовать в жидком состоянии. Но потом снова замирает. Это поднимает вопрос о резких перепадах температуры между днем ​​и ночью, потому что атмосферы недостаточно, чтобы выровнять температуру. На экваторе температура колеблется примерно на 100 ° С каждый день, а в средних широтах примерно на 60 ° С . Помимо проблем с водой, такие большие перепады температуры представляют собой проблему для любой формы жизни, хотя некоторые могут с этим справиться.

По словам cpast, растения также используют кислород и погибнут без него. Им нужно совсем немного. Он используется для обработки питательных веществ , извлеченных из почвы. На Земле эволюция растений началась после того, как цианобактерии начали производить кислород в качестве побочного продукта метаболизма, что в конечном итоге привело к накоплению атмосферного кислорода. Цианобактерии , по-видимому, способны выжить на Марсе, поэтому, если бы не другие проблемы, этот механизм мог бы иметь место и там. Увы, другие уже упомянутые проблемы сделали это невозможным.

Согласно этой статье «Около 2 процентов почвы на поверхности Марса состоит из воды, которая является большим ресурсом и интересна с научной точки зрения». В то время как пустыни на Земле содержат от 1,3% до 6,3% воды (по весу). Таким образом, вода не обязательно должна быть проблемой.
@fibonatic жидкая вода - это проблема.
вы правы, я поторопился с выводами. Также искал тройную точку воды, которая возникает при 611,73 Па, что чуть выше среднего давления на поверхности Марса в 600 Па. Таким образом, это сделало бы условия еще более сложными/специфичными для существования жидкой воды.
@fibonatic перхлораты понижают температуру плавления, так что может существовать жидкая вода. Я отредактировал это - опередил вас :)
Жидкая вода — это то, что ищет программа «Кеплер». Мы ищем те планеты в зоне Златовласки, где возможна жидкая вода. Насколько нам известно, это единственный способ развития жизни.

Чего не хватает Марсу для выращивания растений:

Вода. Думайте, что это хорошо покрыто.

Атмосфера. Даже если бы он был похож на земной по составу, он был бы слишком тонким. Недостаток/потеря магнитного поля привел к тому, что атмосфера Марса в основном лишилась. Если бы вы сегодня придали ему полное давление в 1 атм, это тоже исчезло бы. Так что, если вы посадите земное растение на Марс, оно потеряет большую часть своих газов и погибнет.

Потеря магнитного поля. За исключением небольших карманов, магнитное поле Марса слишком мало, чтобы защитить поверхность. Это означает, что на поверхность попадает гораздо больше радиации. Если бы вышеперечисленное не убило растительную жизнь, это сделал бы уровень радиации. Рак растений получит рак.

Радиация не представляет большой угрозы для растений. Распределенная природа растения (т. е. отсутствие органов, которые могут подвергаться риску) означает, что они врожденно устойчивы к радиационному повреждению. Доза, достаточно высокая, чтобы повредить/убить множество клеток, убьет растение, но постепенное радиационное повреждение только уменьшит энергию, (по крайней мере, у некоторых) растения также имеют защиту от радиации, которую они могут использовать, например, см.: news.sciencemag. org/2009/05/как-выжили-чернобыльские растения
При быстром сравнении оказалось, что доза на Марсе выше, чем там, где, вероятно, проводились эксперименты. У вас есть источники о том, сколько Зв убьет растение?
Я не знаю. Что легко найти, так это то, какую дозу человек получит на Марсе, и оттуда как бы экстраполировать. Быстрое исследование показывает, что годовая доза на поверхности Марса может быть связана с повышенным риском развития рака у человека, но это далеко не верная смерть. Так что с растениями должно быть все в порядке. Более тревожными будут солнечные вспышки, потому что острое радиационное отравление гораздо более вредно, чем хроническое, солнечная вспышка, по-видимому, может уничтожить урожай, особенно если она поражает молодые и нежные растения.