Gdzie na Marsie może wyrosnąć pierwsze drzewo?

Nasi naukowcy sprawdzili, gdzie na Marsie najwcześniej mogłyby pojawić się temperatury sprzyjające wzrostowi drzew. Poznajcie wyniki symulacji przeprowadzonych wspólnie przez badaczy z PW, NASA Ames Research Center, Uniwersytetu Stanowego w San Jose i Uniwersytetu w Bazylei.

O pracach zespołu kierowanego przez prof. Roberta Olszewskiego z Wydziału Geodezji i Kartografii pisaliśmy już, gdy naukowcy prowadzili jeszcze symulacje. Teraz ich wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie „PLOS One”.

W badaniach jako modelowy gatunek wybrano sosnę syberyjską, czyli drzewo iglaste dobrze znoszące niskie temperatury. Na podstawie obserwacji lasów rosnących w trudnych ziemskich warunkach określono, jakie temperatury byłyby potrzebne do  wzrostu pierwszej sosny na Czerwonej Planecie. Ustalono, że sezon wegetacyjny takiego drzewa musiałby trwać co najmniej 110 marsjańskich dób zwanych solami. W tym czasie dobowa temperatura minimalna nie mogłaby spadać poniżej minus 6 stopni Celsjusza, średnia powinna przekraczać 6 stopni, a maksymalna nie powinna przez dłuższy czas przekraczać 40 stopni.

Do przeprowadzenia tych obliczeń powierzchnię Marsa podzielono na 4002 obszary. Dla każdego z nich osobno analizowano zmiany temperatury, biorąc pod uwagę m.in. ukształtowanie terenu, nasłonecznienie w różnych porach marsjańskiego roku, wymianę ciepła z podłożem oraz przepływ energii pomiędzy poszczególnymi częściami planety. Sprawdzano też, jak zmieniałyby się warunki przy różnych wartościach ciśnienia atmosferycznego i różnym nasileniu dodatkowego efektu cieplarnianego.

„W 1969 r. Neil Armstrong, podczas lądowania na Księżycu, powiedział, że to mały krok dla człowieka, ale wielki skok dla ludzkości. Towarzyszący mu w misji Apollo 11 pilot modułu księżycowego - Buzz Aldrin w kilka lat później zadeklarował, iż pora na kolejny krok - “Mars is there, waiting to be reached”. Urzeczywistnienie jego wizji ustanowienia stałej obecności na Czerwonej Planecie wymaga jednak, by nim na Marsie mogły zamieszkać wnuki naszych wnuków, wyrosło na nim pierwsze drzewo. Zespół naukowy Politechniki Warszawskiej chce mieć swój udział w modelowaniu tego procesu. Współpracując z NASA tworzymy rozwiązania, które mogą przyczynić się do terraformacji Czerwonej Planety" - powiedział prof. Robert Olszewski.

Mogłoby się wydawać, że warunków dla pierwszego drzewa należałoby szukać w pobliżu równika, gdzie dociera najwięcej energii słonecznej. Symulacje pokazały jednak, że odpowiedni zakres temperatur najwcześniej pojawił się w basenie Hellas - ogromnym obniżeniu terenu na południowej półkuli Marsa. Wpływ na ten wynik mają zarówno ukształtowanie powierzchni planety, jak i jej położenie względem Słońca. Basen Hellas, czyli wielki krater powstały po uderzeniu meteorytu, znajduje się bowiem kilka kilometrów poniżej średniego poziomu powierzchni Marsa, dlatego ciśnienie atmosferyczne jest tam wyższe niż na otaczających terenach. Z kolei lato na południowej półkuli przypada na okres, w którym planeta znajduje się bliżej Słońca, co sprawia, że jest dzięki temu cieplejsze. Połączenie tych czynników sprawia, że właśnie tam warunki termiczne dla drzewa mogłyby pojawić się najwcześniej.

Autorami publikacji „Conceptual thermal constraints on the growth of the first tree on a terraformed Mars" są prof. Robert Olszewski z Wydziału Geodezji i Kartografii PW, dr inż. Agnieszka Wendland z Wydziału Geodezji i Kartografii PW, dr inż. Piotr Pałka z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych PW, a także Alison F.C. Bridger z Uniwersytetu Stanowego w San Jose, Melinda A. Kahre i Christopher P. McKay z NASA Ames Research Center oraz Christian Körner z Uniwersytetu w Bazylei.