Ученые определили места на Марсе, где можно будет выращивать продукты питания

Фото из открытых источников

Ученые классифицировали 2000 типов марсианской почвы и определили наиболее перспективные места для будущих покорителей Красной планеты, где они могли бы попробовать выращивать продукты питания. Результаты исследования были опубликованы в журнале CATENA.

В фильме «Марсианин» астронавт, оказавшийся на Марсе, выживает, выращивая картофель в почве планеты. 

Однако настоящая марсианская почва состоит не из одного вида земли, и некоторые её части выглядят гораздо более подходящими для выращивания растений, чем другие. Исследователи разделили марсианские почвы на 2000 типов и нанесли на карту места их распространения. Тип, показавший наилучшие условия для роста растений, занимает всего 0,14% поверхности планеты.

Карта не указывает места расположения будущих теплиц. Она показывает ученым, где следует начать поиски.

Дэниел Ирвинг из Сиднейского университета разработал эту систему совместно с профессором Алексом МакБратни. Команда также предложила название для классов марсианской почвы — ареты, происходящее от имени Ареса, греческого бога войны.

«Это первый случай разработки системы классификации такого масштаба для марсианских грунтов», — сказал Ирвинг. «Ученые уже составляли карты геологии, минералогии и химического состава Марса, но наша система объединяет множество свойств в единую структуру, помогая нам понять, как различные марсианские почвы связаны друг с другом и где они находятся».

Команда Ирвинга объединила наблюдения с космических аппаратов, вращающихся вокруг Марса, с компьютерными моделями, чтобы классифицировать почти 800 миллионов мест на планете. Каждый класс определяется сразу несколькими свойствами, включая текстуру, минеральный состав почвы, pH и толщину почвенного слоя. Самые мелкие классы, называемые формами, сгруппированы в 100 групп, которые, в свою очередь, сгруппированы в 10 областей. Готовая карта охватывает 92% поверхности Марса.

«Каждая миссия марсохода собирает ценную информацию о Марсе, но ученым необходимы согласованные способы организации и сравнения этих знаний. Это дает нам основу, которая может расти и развиваться по мере поступления новых данных», — сказал Ирвинг.

Для проверки системы исследователи оценили каждый класс по пяти признакам, важным для роста растений.

Они изучили, сколько воды может удерживать почва, её pH, толщину слоя, а также содержание глины и гравия. Один из классов, называемый Нохибарет, занял первое место, набрав 0,93 балла по шкале от нуля до одного.

Согласно моделям, разработанным командой, средний участок Нохибарета имеет pH 6,8, что близко к нейтральному значению, и на 72% состоит из глины с небольшим количеством песка или гравия. По оценкам, на каждый метр почвы может удержаться 200 миллиметров воды.

На карте это особенно заметно в средних широтах Марса, вокруг Тарсиса, региона крупных вулканов, а также в центральной части Аравии Терра и на равнине Элизиум.

У 73% почвообразующих форм способность удерживать воду оказалась самым слабым из пяти признаков. Все формы в областях от Фарета до Марета получили оценку ниже 0,3. Другими словами, для большинства форм удержание воды представляло собой большую проблему, чем любой из других признаков.

Исследователи подчеркнули, что это не означает, что сельскохозяйственные культуры можно выращивать непосредственно в марсианской почве, и что для создания таких мест обитания по-прежнему потребуются контролируемые условия, питательные вещества и обработка от вредных веществ.

«Для будущей теплицы на Марсе потребуется не только воздух, вода и свет. Ее строителям также необходимо будет знать, что находится под землей, чтобы лучше понимать, с чего начинать выращивание растений», — сказал МакБратни.

В марсианских почвах нет органических веществ — разложившихся остатков растений и животных. Тем не менее, эта работа может помочь почвоведам понять некоторые из самых суровых ландшафтов Земли.

К ним относятся пустыня Атакама в Чили, регион Пилбара в Западной Австралии и некоторые части полярных регионов.

«Часто люди думают, что для нормального функционирования почвы необходимо много органических веществ, но на Земле существуют типы почв, особенно в засушливых регионах, которые содержат очень мало органических веществ», — сказал МакБратни. «Результаты, полученные на Марсе, заставляют нас глубже задуматься о подобной почве на Земле и о том, что мы могли бы с ней сделать».

Некоторые важные факторы пока не отмечены на карте, например, количество азота, доступного растениям, и изменения почвы с глубиной.

Токсичность перхлората, химического вещества, обнаруженного в марсианской почве посадочным аппаратом НАСА «Феникс», также не вызывает сомнений.

Многие параметры были получены путем анализа орбиты и характеристик грунтов на Земле, поэтому классификацию необходимо будет пересмотреть по мере совершенствования прямых измерений.

Прежде чем что-либо высаживать на Марсе, ученые могли бы создать почвенные смеси, соответствующие обозначенным на карте классам, и выращивать в них сельскохозяйственные культуры в контролируемых условиях, с добавлением питательных веществ и регулируемым водоснабжением.

Эти тесты могли бы сравнить, насколько хорошо растут растения, сколько воды они потребляют и какую обработку необходимо провести для обеспечения безопасности каждой смеси. Позже измерения, проведенные марсоходами, и образцы с Марса позволят проверить, действительно ли лучшие образцы почвы находятся в местах, отмеченных на карте.