Mars opwarmen met warmtevasthoudende deeltjes.

"Terraforming verwijst naar het veranderen van de omgeving van een planeet om deze meer op de aarde te laten lijken. Voor Mars is het opwarmen van de planeet een noodzakelijke eerste stap, maar het is niet genoeg. Eerdere concepten richtten zich op het vrijgeven van broeikasgassen, maar daarvoor zijn grote hoeveelheden grondstoffen nodig die schaars zijn op Mars," aldus planetoloog Edwin Kite van de Universiteit van Chicago, die het onderzoek leidde dat deze week in Science Advances is gepubliceerd.

"De kern van ons artikel is een nieuw voorstel voor het gebruik van gemanipuleerde nanodeeltjes om de Marsatmosfeer op te warmen, en klimaatmodellering die aantoont dat deze aanpak veel effectiever zou kunnen zijn dan eerdere concepten. Dit is belangrijk omdat het een meer haalbare methode biedt om het Marsklimaat te veranderen, wat mogelijk van belang kan zijn voor toekomstige strategieën voor Marsverkenning," voegde Kite eraan toe.

NASA heeft robotrovers naar Mars gestuurd om het oppervlak te verkennen en de InSight-lander om het binnenste van de planeet te bestuderen. Het Artemis-programma van NASA is erop gericht om in de komende jaren voor het eerst sinds 1972 astronauten op het oppervlak van de maan te laten landen, ter voorbereiding op mogelijke toekomstige bemande missies naar Mars.

Er zijn veel uitdagingen voor menselijke nederzettingen op Mars: een gebrek aan zuurstof, schadelijke ultraviolette straling van de ijle atmosfeer, zoute grond die ongeschikt is voor plantengroei, stofstormen die soms grote delen van de planeet bedekken, en nog veel meer. Maar de ijskoude temperaturen vormen een ernstig obstakel.

"We willen aantonen dat het idee van een opwarmende Mars niet onmogelijk is. We hopen dat onze bevindingen de wetenschappelijke gemeenschap in het algemeen en het publiek zullen aanmoedigen om dit fascinerende idee verder te onderzoeken," aldus hoofdauteur Samaneh Ansari, promovenda bij de afdeling Elektrotechniek en Computerwetenschappen aan de Northwestern University in Illinois (VS).

De gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Mars is ongeveer min 65 graden Celsius. Door de dunne atmosfeer ontsnapt de zonnewarmte op het Marsoppervlak gemakkelijk de ruimte in. Dit voorstel heeft als doel vloeibaar water op het Marsoppervlak mogelijk te maken, waar water in de poolgebieden en op de onderliggende laag in de vorm van ijs voorkomt.

Wetenschappers stellen voor om continu kleine staafvormige deeltjes – nanostaafjes – in de atmosfeer te brengen met een snelheid van ongeveer 30 liter per seconde, gedurende vele jaren.

"Het idee is om materialen te transporteren, of beter nog, productiemiddelen te transporteren en nanostaafjes op deze planeet te maken, omdat ijzer en aluminium in overvloed aanwezig zijn op het Marsoppervlak," aldus Ansari.

Onderzoekers zijn zich nog steeds bewust van de mogelijke onbedoelde gevolgen van het herinrichten van een andere wereld ten behoeve van de mensheid. Wetenschappers willen bijvoorbeeld graag weten of Mars in het verleden leven heeft gekend – of misschien momenteel, in de vorm van bacteriën onder het oppervlak.

"Hoewel nanodeeltjes Mars mogelijk kunnen opwarmen, blijven zowel de voordelen als de kosten van deze aanpak onzeker. Zo zijn de voordelen van het opwarmen van Mars bijvoorbeeld verwaarloosbaar, gezien de onzekerheid over de vraag of de Marsbodem onomkeerbare stoffen bevat die giftig zijn voor alle aardse organismen," aldus Kite.

"Aan de andere kant, als er een fotosynthetische biosfeer op het oppervlak van Mars zou kunnen ontstaan, zou dat de kansen op menselijke ontwikkeling in het zonnestelsel vergroten. Qua kosten: als er leven op Mars bestaat, zou het bestuderen van dat leven enorme voordelen opleveren en een robuuste bescherming van de leefomgeving garanderen," voegde Kite eraan toe.