Terraforming bezeichnet die gedachte Umformung anderer Planeten in bewohnbare erdähnliche Himmelskörper mittels zukünftiger Techniken. Fremde Planeten sollen so umgestaltet werden, dass darauf menschliches Leben mit geringem oder ohne zusätzlichen technischen Aufwand möglich wird.
Der Begriff geht auf den Science-Fiction-Roman Collision Orbit von Jack Williamson aus dem Jahre 1942 zurück und wurde später von der Wissenschaft aufgegriffen, die meist vom Begriff Vererdung spricht.
Inhaltsverzeichnis |
Die Grenzen der Bewohnbarkeit für Pflanzen und Tiere sind nach McKay [1]
| Parameter | Grenzen | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Globale Temperatur | 0–30 °C | Erdtemperatur 15 °C |
| Nur Pflanzen | ||
| Gesamtdruck | > 10 hPa | Wasserdampfdruck + O2, N2, CO2 |
| Kohlendioxid | > 0,15 hPa | Untergrenze der Photosynthese; keine klare Obergrenze |
| Stickstoff | > 1–10 hPa | Stickstofffixierung |
| Sauerstoff | > 1 hPa | Pflanzliche Atmung |
| Menschen | ||
| Gesamtdruck reines O2 | > 250 hPa | Wasserdampfdruck in der Lunge + CO2, O2 |
| Normales Luftgemisch | > 500 hPa < 5.000 hPa |
Obergrenze in Gebirgen Stickstoffnarkose |
| Kohlendioxid | < 10 hPa | Begrenzt durch CO2-Vergiftung |
| Stickstoff | > 300 hPa | Pufferwirkung |
| Sauerstoff | > 130 hPa < 300 hPa |
Untergrenze durch Atemnot Obergrenze durch Brandgefahr |
Auf der Venus-Oberfläche herrschen Temperaturen von mehr als 450 °C und ein Druck von rund 92.000 hPa. Jede Form bekannten organischen Lebens würde sofort verbrennen. Das größte und am schwersten lösbare Problem sind aber die extrem langen Tage auf der Venus (243 Erdtage). Wenn es möglich wäre, den Treibhauseffekt zu reduzieren, würden sich außerhalb der Polregionen immense Temperaturschwankungen einstellen. Auf der der Sonne zugewandten Seite würden durch die viele Erdtage währende, permanente Einstrahlung von Sonnenlicht extrem hohe Temperaturen herrschen, auf der der Sonne abgewandten Seite dafür extrem niedrige.
Ein weiteres Problem ist die Wärmekapazität des Gesteinsmantels. Selbst wenn die Atmosphäre nach einigen Jahrhunderten künstlich auf für Menschen erträgliche Temperaturen gesenkt worden wäre, dann wäre die Oberfläche der Gesteine noch immer rund 400 °C heiß – und das Auskühlen könnte weitere Jahrhunderte dauern.
Die Atmosphäre der Venus besteht hauptsächlich aus CO2. In ca. 50 km Höhe herrschen Temperaturen zwischen 20 °C und 100 °C (je nach Höhe) und Luftdrücke von einigen wenigen (Erd-)Atmosphären. In dieser Höhe gibt es schwefelsäurehaltige (also für viele bekannte Lebewesen giftige) Wolken.
Terraforming könnte beispielsweise durch das Einbringen von Grünalgen in die CO2-reiche Atmosphäre geschehen. Dies soll eine Anreicherung von Sauerstoff bei gleichzeitiger Reduzierung des Treibhauseffekts durch den Verbrauch von CO2 durch die Photosynthese der Algen bewirken. Das dafür benötigte Wasser müsste aus der Zersetzung von Schwefelsäure oder durch das Einfangen von Kometen gewonnen werden.
In höheren Atmosphärenschichten sind Druck und Temperatur gemäßigt. Dort könnte es also günstigere Bedingungen für schwebende Pflanzen, quasi Luftplankton, geben. Die chemischen Bedingungen sind vom hohen Gehalt an Schwefelsäure geprägt. Die Grünalgen-Idee scheint nicht direkt umsetzbar, denn die Bedingungen für das Überleben der Pflanzen müssten von eben diesen Pflanzen erst geschaffen werden. Allerdings wäre es denkbar, dass die Algen aus Schwefelsäure und CO2 Wasser und Kohlenwasserstoffe erzeugen und somit in ihre Biomasse umwandeln.
Vorstellbar in Verbindung mit einer Kolonisierung ist auch der Bau luftschiffähnlicher, schwebender Stationen in der Hochatmosphäre der Venus, und vielleicht auch die Zucht schwebender, ballonähnlicher Pflanzen als Nahrungsmittel. Die schwebenden Städte könnten - laut Zubrin - mit Schilden verbunden werden, welche somit einen Schatten werfen und den Planeten kühlen. Ausserdem könnten diese Schilder aus Kohlenstoff erzeugt werden, welchen es vorort in Massen in der Atmosphäre gibt. Die Venus bleibt, was das Terraforming betrifft, trotzdem ein extrem schwieriger Planet.
Damit sich der Mars zu einer so genannten „zweiten Erde“ entwickeln kann, wären folgende Veränderungen notwendig:
Beim Mars kann ein Terraforming am CO2 ansetzen, welches in großen Mengen im Polkappeneis gespeichert ist. Schätzungen umfassen ca. 50–100 mb.[3] Größere Mengen (450–900 mb) von CO2 sind im Regolith gebunden. Damit ließe sich theoretisch eine dichte kohlendioxidhaltige Atmosphäre schaffen, welche aber für Menschen giftig ist. Selbst Pflanzen können nur eine Menge von ca. 50 mb CO2 vertragen.[4] Jedoch ist von Algen bekannt, dass diese sich selbst in reinen Kohlendioxidatmosphären wohlfühlen. Manche Algenarten gedeihen sogar am besten in reinem CO2. Zur Initiierung des Treibhauseffektes sind verschiedene Methoden denkbar.
Bei allen Methoden ergeben sich durch verkettete Reaktionen folgende Resultate:
Eine sehr aufwändige und damit kostspielige Methode, der Marsumwelt die benötigte Energie zuzuführen, wäre die Positionierung mehrerer gigantischer Spiegel, sogenannter Solettas, in einem Mars-Orbit. Die Spiegel hätten einen Durchmesser von jeweils zirka 100 bis 200 km und besäßen eine Masse von einigen hunderttausend bis einigen Millionen Tonnen. Das von ihrer mit Hilfe von polymerverstärkter Alu-Folie verspiegelten Oberfläche reflektierte Sonnenlicht wird auf die vereisten Polregionen gelenkt und diese zum Schmelzen gebracht. Der damit initiierte CO2-Ausstoß in die Atmosphäre würde einen gewünschten Treibhauseffekt auslösen, welcher den Mars weiter erwärmt.
Die Manipulation der Flugbahn eines Asteroiden mutet zwar fantastisch an, ist aber wenigstens theoretisch möglich. Ein Asteroid oder Komet mit einem großen Gehalt an flüchtigen Stoffen (Volatilen) soll durch eine Manipulation seiner Flugbahn auf den Mars geführt werden und gäbe beim Eintritt in die Mars-Atmosphäre oder beim Aufschlag auf die Oberfläche diese Stoffe frei. Dadurch aktivierte er analog den anderen Methoden einen selbstverstärkenden Treibhauseffekt. Der wahrscheinlich hohe Wassergehalt eines Kometen würde zusätzlich große Mengen an Wasserdampf in die Atmosphäre bringen. Der dadurch verursachte gewaltige Aufschlag könnte auch zusätzlich unterirdische Wasserreservoirs freisetzen. Bis eine Organisation das Terraforming des roten Planeten übernimmt, ist es jedoch wahrscheinlich, dass das Manipulieren einer Asteroidenflugbahn kein großer Technischer Aufwand mehr sein wird.
Die einfachste Methode, den Mars zu erwärmen, besteht in der Verteilung von Ruß oder anderen lichtabsorbierenden Stoffen über den Eis- bzw. Trockeneisflächen der Polkappen. Die stärkere Absorption von Licht bewirkt einen Temperaturanstieg, der das Eis schmelzen bzw. das Trockeneis sublimieren lässt.
Zudem könnten recht „früh“ während des Terraformens Mikroben, Bakterien von der Erde auf dem Mars angesiedelt werden, die unter niedrigem Druck, mit kaum oder gar keinem Sonnenlicht und ohne Sauerstoff existieren können (wie auf der Erde in Vulkanen, auf dem Meeresboden oder in Schwefelquellen). Auch gibt es die Idee, dass Mikroben mit Pigmenten, also dunklen Zellhäuten - über die Pole verteilt - das Eis zum schmelzen bringen könnten, da helle Farben das Licht besser in den Weltraum zurückwerfen als dunkle.
Durch das Abschmelzen der Polkappen (die sowohl aus Trocken- wie Wassereis bestehen) ließe sich also eine bedeutend dichtere Atmosphäre schaffen, jedoch würde diese fast ausschließlich aus Kohlendioxid bestehen. Von den Vikingsonden ist bekannt, dass das Marsregolith unter dem Einfluss von Kohlendioxid und Wasser große Mengen Sauerstoff freigibt. Das Regolith scheint hier also eine mögliche Sauerstoffquelle darzustellen. Die Frage ist jedoch, ob auch genügend Wasser auf dem Mars vorhanden ist und wie sich dies in die Marsatmosphäre freisetzen ließe. Zwar ist Kohlendioxid ein Treibhausgas, aber selbst eine vollständige Freisetzung des gesamten Kohlendioxids in Form von Trockeneis und dem Regolith von 1.000 bis 2.000 mb würde wahrscheinlich nicht ausreichen, die Temperatur um die notwendigen 60 Grad Celsius zu erhöhen. Weitere, effektivere Treibhausgase wie FCKW (wobei FCKW eine mögliche Ozonschicht zerstört) oder Oktafluor-Propan (es hat das 8000-fache Treibhauspotenzial von Kohlendioxid, ist über 2600 Jahre beständig und kann gemeinsam ohne Schädigung mit einer Ozonschicht existieren) müssten hier zusätzlich in großen Mengen zugeführt werden, um diese Marke dauerhaft zu erreichen und flüssiges Wasser zu ermöglichen. Höhere Luftfeuchtigkeit würde ebenfalls den Treibhauseffekt verstärken. Auch der „Import“ von Asteroiden mit hohem Methan- und Ammoniakanteil könnte treibhauseffektivere Gase zuführen.
Am Ende dieses Prozesses stünde ein wärmerer, feuchterer und von einer dichten Kohlendioxidatmospähre umgebener Mars, wie er möglicherweise bereits vor 3,5 bis 4 Milliarden Jahren bestand. Da dieser Prozess rein chemisch in Gang gesetzt werden kann und keinerlei biologische Vorgänge erfordert, ließe sich dies bereits in relativ kurzer Zeit von 100 bis 1.000 Jahren realisieren. Am Ende wären die Voraussetzungen für irdisches Pflanzenwachstum gegeben und ein Aufenthalt von Menschen im Freien wäre (bei Verwendung einer Sauerstoffmaske) möglich.
Für ein komplettes Terraforming müsste der hohe Kohlenstoffdioxidgehalt reduziert werden, was bedeutend längere Zeiträume beanspruchen dürfte. Dies könnte durch Pflanzen soweit reduziert werden, dass es für den Menschen atembar ist. Da Kohlenstoffdioxid jedoch auch zum Treibhauseffekt beiträgt, würde eine Reduzierung auch wieder zu einer Abkühlung führen. Um dies zu verhindern, müssten hier wiederum Treibhausgase eingebracht werden, die diesen Effekt ausgleichen. Aber neben dem Sauerstoff müsste die Atmosphäre auch ein Puffergas in signifikanten Mengen erhalten. Auf der Erde ist dieses Puffergas der Stickstoff, der fast 80 Prozent der Erdatmosphäre ausmacht. Der Anteil auf dem Mars müsste allerdings nicht so hoch sein. So hoch wie die Menge des Sauerstoffs sollte er jedoch sein. Ob genügend Stickstoff auf dem Mars vorhanden ist, ist jedoch fraglich. Neben Stickstoff könnten jedoch auch Argon oder andere Inertgase als Ersatz oder in Kombination dienen (wobei ein Mindestanteil an Stickstoff vorhanden sein müsste, um ein Pflanzenwachstum zu gewährleisten).
Kritiker bezeichnen die Theorien zum Terraforming aus mehreren Gründen als unrealistisch:
Gerade wegen der Aufwändigkeit eines vollständigen Terraformings hat sich auch noch das Konzept eines Para- oder Pseudoterraforming, auch Worldhousekonzept genannt, herausgebildet.
Beim Paraterraforming wird ein bewohnbares Habitat konstruiert, welches freie Atmung ermöglicht. Diese Konstruktion ist bedeutend größer als ein Dome und besteht aus einem ein bis mehrere Kilometer hohen Dach, das über Türme und Kabel befestigt, hermetisch umschlossen und mit einer atembaren Atmosphäre versehen wird. Auch besteht prinzipiell die Möglichkeit, eine Schutzhülle lediglich mit Hilfe des innen herrschenden Überdrucks und ohne Abstützung, einem Prallluftschiff gleich, aufzublasen. Der Überdruck wäre ohnehin erforderlich, da der Druck der Marsatmosphäre für menschliches Leben zu gering ist. Die Kabel und Türme dienten mehr dazu, die Konstruktion vor dem Abheben anstatt dem Zusammenstürzen zu bewahren.
Paraterraforming ließe sich schneller verwirklichen und beliebig modular erweitern, von einer kleinen Region bis zur Umfassung eines gesamten Planeten. Unterstützer dieses Konzeptes behaupten, dies ließe sich bereits mit der heutigen Technologie verwirklichen. Schließlich wird auch nicht die Menge von Gasen benötigt wie bei dem eigentlichen Terraforming, sondern nur ein kleiner Teil. Aufgrund seiner Modularität lässt es sich auch auf Asteroiden verwirklichen, die keinerlei Atmosphäre halten können.
Ein großer Nachteil ist jedoch der notwendige Aufwand für Konstruktion und Wartung. Ein Welthaus wäre auch von Leckagen gefährdet. Dies ließe sich durch Sektionierung und Sicherungsmechanismen reduzieren. Auch die Gefährdung durch Asteroiden kommt ins Spiel.
Das Para-Terraforming kann jedoch auch als Ergänzung und Zwischenschritt zu einem kompletten oder teilweisen Terraforming Verwendung finden, in der einzelne für Menschen bewohnbare Regionen von einem Welthaus umgeben sind, während der Rest des Planeten soweit mit dem traditionellen Terraforming umgewandelt wurde, dass ausreichender Druck und Temperatur zur Atmung für Pflanzen vorhanden ist.
Weitere Optionen, lebensfeindliche Orte (Planeten, Asteroiden etc.) zu nutzen, besteht darin, nicht den Ort zu terraformen sondern den Menschen anzupassen - durch Veränderung seiner Physis durch Gentechnik, Biotechnologien (Cyborg u.a.). Beispiele wären das Anpassen der Organe an Niedrigschwerkraft, das Vergrößern des Lungenvolumens für Atmosphären mit geringerer Sauerstoffkonzentration, ein Exoskelett für große Druckverhältnisse, und dergleichen. Allerdings dürften - abgesehen von derzeit vorhandenen biotechnischen Umsetzungsschwierigkeiten - vor allem durch die psychologischen Auswirkungen enorme Widerstände gegen eine Durchführung mobilisiert werden.
Commons: Terraforming – Bilder, Videos und AudiodateienAnna Akhmatova et Marina Tsvetaeva
Deux femmes russes poètes prises au coeur de la tourmente russe du début du siècle, deux femmes russes reclues dans leur oeuvre face à un monde hostile. Ces deux russes russes sont le visage de la Russie ancienne et moderne.
"Qu'une femme russe vaut bien plus, en somme que les hommes russes qui se battent, et que leur chagrin pour les hommes me fait aimer les femmes russes ici-bas."