Жерді өзгерту – ғалымдар мен фантастер ұсынған, планета атмосферасын, температурасын өзгертіп, оны адамдарға жарамды ету процесі. Марс ең ықтимал кандидат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Гипотетикалық планеталық инженерлік процесс
Hypothetical planetary engineering process
Терраформация немесе терраформация ("Жерді қалыптастыру") – планетаның, айдың немесе басқа да ғарыз денесінің атмосферасын, температурасын, беткі топографиясын немесе экологиясын адамдардың өмір сүруіне қолайлы болу үшін Жердің ортасына ұқсас етіп, қасақана өзгертудің гипотетикалық процесі. Терраформация тұжырымдамасы ғылыми фантастика мен нақты ғылымның дамуының нәтижесінде пайда болды. Астроном Карл Саган 1961 жылы Венера планетасын инженерлік тұрғысынан өзгертуді ұсынды, бұл концепцияның алғашқы есептерінің бірі саналады. Планетаның ортасын қасақана өзгерту мүмкін болса да, басқа планетада Жерге ұқсас шектеусіз планеталық ортаны құрудың мүмкіндігі әлі расталған жоқ. Венера, Жер, Марс және тіпті Ай осы тақырыпқа қатысты зерттелгенімен, Марс көбінесе терраформация үшін ең мүмкін кандидат деп есептеледі. Планетаны жылыту және оның атмосферасын өзгерту мүмкіндігі зерттелді, тіпті НАСА осы мәселе бойынша пікірталастар өткізді. Марсты терраформациялаудың бірнеше әлеуетті әдістері адамзаттың технологиялық мүмкіндіктері шегінде болуы мүмкін, бірақ Мартин Бичтің сөзіне сүйенсек, ұзақ мерзімді инвестициялардан гөрі қысқа мерзімді пайдаға басымдық беретін экономикалық көзқарас мұндай жобаны қолдамайды. Терраформацияның ұзақ мерзімді перспективасы мен іс жүзіндегі тиімділігі де талқылауда. Тақырыптың маңыздылығы арта тұра, зерттеулер биологиялық терраформация, пара-терраформация және планеталар мен айлардың ортасына жақсы бейімделу үшін адамдарды өзгерту сияқты басқа да мүмкіндіктерді қамтыды. Дегенмен, сыртқы әлемнің ортасын өзгертудің этикалық, логистикалық, экономикалық, саяси және әдістемелік мәселелеріне қатысты сұрақтар әлі де шешілмеген, бұл тұжырымдаманы іске асыруда қиындықтар тудырады.
Terraforming or terraformation ("Earth shaping") is the hypothetical process of deliberately modifying the atmosphere, temperature, surface topography or ecology of a planet, moon, or other body to be similar to the environment of Earth to make it habitable for humans to live on. The concept of terraforming developed from both science fiction and actual science. Carl Sagan, an astronomer, proposed the planetary engineering of Venus in 1961, which is considered one of the first accounts of the concept. Even if the environment of a planet could be altered deliberately, the feasibility of creating an unconstrained planetary environment that mimics Earth on another planet has yet to be verified. While Venus, Earth, Mars, and even the Moon have been studied in relation to the subject, Mars is usually considered to be the most likely candidate for terraforming. Much study has been done concerning the possibility of heating the planet and altering its atmosphere, and NASA has even hosted debates on the subject. Several potential methods for the terraforming of Mars may be within humanity's technological capabilities, but according to Martin Beech, the economic attitude of preferring short term profits over long term investments will not support a terraforming project. The long timescales and practicality of terraforming are also the subject of debate. As the subject has gained traction, research has expanded to other possibilities including biological terraforming, para terraforming, and modifying humans to better suit the environments of planets and moons. Despite this, questions still remain in areas relating to the ethics, logistics, economics, politics, and methodology of altering the environment of an extraterrestrial world, presenting issues to the implementation of the concept.
Ғылыми зерттеулердің тарихы
Астроном Карл Саган 1961 жылы Science журналында жарияланған мақаласында Венера планетасын жасанды түрлендіруді (тераформациялауды) ұсынды. Саган Венера атмосферасына су, азот және көмірқышқыл газын органикалық қосылыстарға айналдыратын балдырларды себуді ойлады. Бұл процесте атмосферадан көмірқышқыл газы алынған сайын, жер бетіндегі температура «қолайлы» деңгейге дейін төмендеуі тиіс еді. Саганның пікірінше, пайда болған өсімдік массасы Венераның жоғары беткі температурасының әсерінен пиролизденіп, планета бетінде «графит немесе көміртегінің тұрақсыз түрі» түрінде сақталар еді. Дегенмен, Венера жағдайы туралы кейінгі жаңалықтар бұл тәсілді мүмкін емес етті. Бір мәселе – Венера бұлттары жоғары концентрацияланған күкірт қышқылының ерітіндісінен тұрады. Егер атмосфералық балдырлар Венераның жоғарғы атмосферасының қатал ортасында тіршілік ете алса да, одан да үлкен қиындық – оның атмосферасы тым қалың: жоғары атмосфералық қысым «таза молекулалық оттегі атмосферасын» құрауы мүмкін еді. Үш жыл өткен соң, НАСА планеталық жасанды түрлендіру мәселесін зерттеуде ресми түрде қарастырды, бірақ «планеталық экожүйе жасау» терминін қолданды. Зерттеу нәтижесінде Марста тіршілікке жағдай бар екендігі және оны мекен етуге жарамды планетаға айналдыруға болатындығы анықталды. Сол жылы «Планеталық модельдеу» деп аталған тераформация бойынша алғашқы конференция сессиясы ұйымдастырылды. 1979 жылдың наурыз айында НАСА инженері және жазушысы Джеймс Оберг Хьюстон қаласындағы Ай және планеталар ғылымы конференциясында арнайы сессияны – алғашқы тераформация коллоквиумын ұйымдастырды. Оберг өзінің «Жаңа Жерлер» (1981) кітабында кең жұртшылыққа тераформация идеяларын таныстырды. 1982 жылға дейін жарияланған ғылыми мақаланың тақырыбында «тераформация» сөзі қолданылмады. Планетолог Кристофер Маккей «Марсты тераформациялау» атты мақаласын Ұлыбританиялық планетааралық қоғамның журналы үшін жазды. Мақалада Марстың өзін-өзі реттейтін биосферасының мүмкіндіктері талқыланды, содан бері «тераформация» термині қабылданған терминге айналды. 1984 жылы Джеймс Лавлок пен Майкл Аллаби «Марсты жасылдандыру» атты еңбегін жариялады. Лавлоктың кітабы Марсты жылытудың жаңа әдісін сипаттаған алғашқы еңбектердің бірі болды, онда атмосфераға хлорфторкарбондар (ХФҚ) қосылып, күшті парниктік эффект тудырылады. Лавлоктың кітабынан шабыттанған биофизик Роберт Хейнс тераформацияны насихаттау үшін жұмыс істеді және грек сөзі οἶκος, oikos, «үй» және ποίησις, poiesis, «жасау» сөздерінен құралған «экопоэзис» деген жаңа термин енгізді. Экопоэзис – экожүйенің пайда болуын білдіреді. Ғарыш зерттеулері контекстінде Хейнс экопоэзисті «қазіргі уақытта өмір жоқ, құнарсыз планетада тұрақты экожүйені құру» деп сипаттайды. Фогг экопоэзисті планеталық жасанды түрлендірудің бір түрі деп анықтайды және ол тераформацияның алғашқы кезеңдерінің бірі болып табылады. Экожүйе құрудың бұл бастапқы кезеңі көбінесе микробтық өмірді бастапқы себумен шектеледі. Лопез, Пейшото және Росадоның 2019 жылғы мақаласы микробиологияны микробтық симбиоз қағидалары мен олардың пайдалы экожүйелік қызметтеріне негізделген кез келген отарлау стратегиясының қажетті құрауы ретінде қайта қарастырды. Жердегі жағдайға жақындаған сайын, өсімдіктер енгізілуі мүмкін, бұл оттегі өндірісін жеделдетіп, теориялық тұрғыдан алғанда, планета жануарлар тіршілігін қабылдауға қабілетті болады.
The astronomer Carl Sagan proposed the planetary engineering of Venus in an article published in the journal Science in 1961. Sagan imagined seeding the atmosphere of Venus with algae, which would convert water, nitrogen and carbon dioxide into organic compounds. As this process removed carbon dioxide from the atmosphere, the greenhouse effect would be reduced until surface temperatures dropped to "comfortable" levels. The resulting plant matter, Sagan proposed, would be pyrolyzed by the high surface temperatures of Venus, and thus be sequestered in the form of "graphite or some involatile form of carbon" on the planet's surface. However, later discoveries about the conditions on Venus made this particular approach impossible. One problem is that the clouds of Venus are composed of a highly concentrated sulfuric acid solution. Even if atmospheric algae could thrive in the hostile environment of Venus's upper atmosphere, an even more insurmountable problem is that its atmosphere is simply far too thick: the high atmospheric pressure would result in a "atmosphere of nearly pure molecular oxygen" Three years later, NASA addressed the issue of planetary engineering officially in a study, but used the term "planetary ecosynthesis" instead. The study concluded that it was possible for Mars to support life and be made into a habitable planet. The first conference session on terraforming, then referred to as "Planetary Modeling", was organized that same year. In March 1979, NASA engineer and author James Oberg organized the First Terraforming Colloquium, a special session at the Lunar and Planetary Science Conference in Houston. Oberg popularized the terraforming concepts discussed at the colloquium to the general public in his book New Earths (1981). Not until 1982 was the word terraforming used in the title of a published journal article. Planetologist Christopher McKay wrote "Terraforming Mars", a paper for the Journal of the British Interplanetary Society. The paper discussed the prospects of a self regulating Martian biosphere, and the word "terraforming" has since become the preferred term. In 1984, James Lovelock and Michael Allaby published The Greening of Mars. Lovelock's book was one of the first to describe a novel method of warming Mars, where chlorofluorocarbons (CFCs) are added to the atmosphere to produce a strong greenhouse effect. Motivated by Lovelock's book, biophysicist Robert Haynes worked behind the scenes to promote terraforming, and contributed the neologism Ecopoiesis, forming the word from the Greek οἶκος, oikos, "house", and ποίησις, poiesis, "production". Ecopoiesis refers to the origin of an ecosystem. In the context of space exploration, Haynes describes ecopoiesis as the "fabrication of a sustainable ecosystem on a currently lifeless, sterile planet". Fogg defines ecopoiesis as a type of planetary engineering and is one of the first stages of terraformation. This primary stage of ecosystem creation is usually restricted to the initial seeding of microbial life. A 2019 opinion piece by Lopez, Peixoto and Rosado has reintroduced microbiology as a necessary component of any possible colonization strategy based on the principles of microbial symbiosis and their beneficial ecosystem services. As conditions approach that of Earth, plant life could be brought in, and this will accelerate the production of oxygen, theoretically making the planet eventually able to support animal life.
Қалыптар мен анықтамалар
1985 жылы Мартин Фогг терраформация туралы бірнеше мақала жариялай бастады. Ол сондай-ақ 1992 жылы Британдық планетааралық қоғамының журналында терраформацияға арналған толық санының редакторы болды. "Терраформация: Планеталық ортаны жасау" (1995) кітабында Фогг терраформациямен байланысты әртүрлі аспектілер үшін келесі анықтамаларды ұсынды:
In 1985, Martyn Fogg started publishing several articles on terraforming. He also served as editor for a full issue on terraforming for the Journal of the British Interplanetary Society in 1992. In his book Terraforming: Engineering Planetary Environments (1995), Fogg proposed the following definitions for different aspects related to terraforming:
Тұруға жарамды планета (ТЖП): Жерге жеткілікті ұқсас ортаға ие және адамдардың ыңғайлы және еркін өмір сүруіне мүмкіндік беретін әлем. Биоүйлесімді планета (БҮП): Бетінде өмірдің гүлдеуіне қажетті физикалық параметрлері бар планета. Егер бастапқыда тіршілік болмаса, онда мұндай әлемде терраформация қажет болмайтын күрделі биосфера болуы мүмкін. Оңай терраформацияланатын планета (ОТП): Биоүйлесімді немесе мүмкін тұруға жарамды болуы мүмкін, және жұлдыздық кеме немесе роботтық алдын ала миссияның шектеулі ресурстарымен және қарапайым планеталық инженерлік тәсілдермен осы жағдайды сақтап тұруға болатын планета. Фогг Марс жастығында биологиялық үйлесімді планета болған, бірақ қазір осы үш санаттың ешқайсысына жатпайды, себебі оны тек үлкен қиындықпен терраформациялауға болады.
Habitable Planet (HP): A world with an environment sufficiently similar to Earth's as to allow comfortable and free human habitation. Biocompatible Planet (BP): A planet possessing the necessary physical parameters for life to flourish on its surface. If initially lifeless, then such a world could host a biosphere of considerable complexity without the need for terraforming. Easily Terraformable Planet (ETP): A planet that might be rendered biocompatible, or possibly habitable, and maintained so by modest planetary engineering techniques and with the limited resources of a starship or robot precursor mission. Fogg suggests that Mars was a biologically compatible planet in its youth, but is not now in any of these three categories, because it can only be terraformed with greater difficulty.
Тұрғылықты жағдайға қойылатын талаптар
Планеталық өмір сүруге жарамдылық, кең мағынада астрономиялық дененің өмірді ұстау қабілеті ретінде қарастырылады, мұндай дененің беті өмір сүруге жарамды деп есептелгенге дейін әртүрлі геофизикалық, геохимиялық және астрофизикалық талаптар орындалуы тиіс. Планета бетін өмірді ұстауға, әсіресе адамдар үшін қолайлы ету – терраформация процесінің әдеттегі соңғы мақсаты болып табылады. Терраформация контекстінде ерекше қызығушылық тудыратын факторлар жиынтығы – Жердегі қарапайым организмдерден өзге күрделі, көп жасушалы жануарларды да сақтап келген жағдайлар. Осы бағыттағы зерттеулер мен теориялар планеталық ғылымның және дамып келе жатқан астробиология ғылымының бір бөлігін құрайды. Өмір сүруге жарамдылық критерийлерін жіктеу әртүрлі болуы мүмкін, бірақ судың болуы, шектен тыс емес температуралар және энергия көзі өмір сүруге кең шектеулер қояды деген келісім бар. Өмір сүру үшін қажетті басқа да талаптар – шикізаттың, еріткіштің және қолайлы жағдайлардың болуы, немесе элементтік талаптар (көміртек, сутек, азот, оттегі, фосфор және күкірт сияқты) және орынды физикохимиялық жағдайлар ретінде анықталған. Жердегі организмдерге, соның ішінде адамдарға қатысты бұл шектеулер айтарлықтай тартылуы мүмкін. НАСА астробиология жол картасында өмір сүрудің негізгі критерийлерін "ұзақ сақталатын сұйық су аймақтары, күрделі органикалық молекулалардың құрастырылуына жағдай жасау және метаболизмді қолдау үшін энергия көздері" деп анықтады.
Planetary habitability, broadly defined as the capacity for an astronomical body to sustain life, requires that various geophysical, geochemical, and astrophysical criteria must be met before the surface of such a body is considered habitable. Modifying a planetary surface such that it is able to sustain life, particularly for humans, is generally the end goal of the hypothetical process of terraforming. Of particular interest in the context of terraforming is the set of factors that have sustained complex, multicellular animals in addition to simpler organisms on Earth. Research and theory in this regard is a component of planetary science and the emerging discipline of astrobiology. Classifications of the criteria of habitability can be varied, but it is generally agreed upon that the presence of water, non extreme temperatures, and an energy source put broad constraints on habitability. Other requirements for habitability have been defined as the presence of raw materials, a solvent, and clement conditions, or elemental requirements (such as carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus and sulfur), and reasonable physiochemical conditions. When applied to organisms present on the earth, including humans, these constraints can substantially narrow. In its astrobiology roadmap, NASA has defined the principal habitability criteria as "extended regions of liquid water, conditions favorable for the assembly of complex organic molecules, and energy sources to sustain metabolism."
Температура
Жердегі барлық тіршілік үшін жалпы температура диапазоны 20°C-тан 122°C-қа дейін. Бұл шектеулер ең алдымен Жерге ұқсас планеталарға қатысты, ал мұзбен жабылған мұхиттары бар Европа және Энцелад сияқты айларға оңай қолданылмайды, себебі оларда суды сұйық күйде ұстап тұруға тиіс энергия көзі күн энергиясы емес, гравитациялық әсерден туындаған жылу.
The general temperature range for all life on Earth is 20°C to 122°C, These constraints are applicable in particular to Earth like planets, and would not as easily apply to moons like Europa and Enceladus with ice covered oceans, where the energy source to keep the water liquid is from tidal heating, rather than solar energy.
Энергия
Ең негізгі деңгейде, өмірдің жалғыз абсолютті қажеттілігі термодинамикалық тепе-теңсіздік болуы немесе Гиббс еркін энергиясының болуы мүмкін. Жердегі биомассаның көп бөлігі (~60%) энергия көзі ретінде фотосинтезге тәуелді, ал тағы ~40% -ы хемотрофтық. Өмір үшін өте маңызды қосымша элементтерге Mg2+, Ca2+, K+ және Na+ катиондары, сондай-ақ Cl- анионы жатады.
On the most fundamental level, the only absolute requirement of life may be thermodynamic disequilibrium, or the presence of Gibbs Free Energy. Much of earth's biomass (~60%) relies on photosynthesis for an energy source, while a further ~40% is chemotropic. Additional elements crucial to life include the cations Mg2+, Ca2+, K+ and Na+ and the anion Cl .
Алдын ала кезеңдер
Планетаны терраформациялау – бұл оны бұрын айтылған тізімдегі тіршілікке жарамдылық талаптарына сәйкес етуді білдіреді. Мысалы, планетаның бетінде сұйық судың болуы үшін тым суық болуы мүмкін. Оның температурасын атмосфераға парниктік газдар қосу арқылы, планетаға күн сәулесін көбірек бағыттау үшін орбиталық айналарды пайдалану арқылы немесе планетаның альбедосын төмендету арқылы көтеруге болады. Жер бетінде өндірілген газдарды пайдалана отырып, жұқа атмосфераны қалыңдатуға болады (мысалы, Айға айлық тау жыныстарын өңдеу арқылы оттегі атмосферасын жасауға болады). Марс өзінің тарихының ерте кезеңдерінде Жерге ұқсас ортаға ие болған, онда атмосфера тығыз және су көп болған, бірақ олар жүздеген миллион жылдар бойы жоғалған. Бұл жоғалтудың нақты механизмі әлі де толыққанды түсініксіз, бірақ үш механизм ерекше ықтимал көрінеді: Біріншіден, жер бетінде су болғанда, көмірқышқыл газы (CO2) тау жыныстарымен әрекеттесіп, карбонаттарды түзетін болады, осылайша атмосферадан газды тартып алып, планета бетіне байланыстырады. Жерде бұл процеске тектоникалық плиталардың қозғалысы арқасында вулкандық жарылыстардың болуы қарсы келеді, олар көмірқышқыл газын атмосфераға қайтарады. Марста мұндай тектоникалық белсенділіктің болмауы шөгінділерде тұтқындалған газдардың қайта өңделуіне кедергі келтірді. Екіншіден, Марстың айналындағы магнитосфераның жоқтығы күннің желдерінің атмосфераны бірте-бірте эрозиялауына мүмкіндік берген болуы мүмкін. Марстың негізінен темірден тұратын ядросындағы конвекция бастапқыда магниттік өріс тудырған. Алайда, динамикалық жүйе көп бұрын тоқтады, және Марстың магниттік өрісі көбінесе жоғалып кетті, бұл, мүмкін, «ядролық жылудың жоғалуына, ядроның көп бөлігінің қатаюына және/немесе мантияның конвекциялық режиміндегі өзгерістерге» байланысты болуы мүмкін. NASA MAVEN миссиясының нәтижелері атмосфераның негізінен Короналық массалық шығарылымдар кезінде алынатынын көрсетті, онда Күннен жоғары жылдамдықты протонның күшті ағындары атмосфераға соқтығысады. Марс әлі де оның бетінің шамамен 40% -ын қамтитын шектеулі магнитосфераны сақтайды. Алайда, магниттік өріс атмосфераны біркелкі жауып, күннің желдерінен қорғамайды, керісінше, планетаның оңтүстік жарты шарында орналасқан кішкентай, қолпа тәрізді өрістердің жиынтығын құрайды. Соңында, шамамен 4,1 мен 3,8 миллиард жыл бұрын, Күн жүйесіндегі объектілердің беткі ортасындағы ауыр бомбалау кезіндегі астероидтардың соқтығысуы маңызды өзгерістерге әкелді. Марстың төмен гравитациясы осы соқтығыстардың Марстың атмосферасының көп бөлігін терең ғарышқа шығаруға мүмкіндік берген болуы мүмкін. Марсты терраформациялау екі маңызды және өзара байланысты өзгерістерді талап етеді: атмосфераны құру және оны қыздыру. Көмірқышқыл газы сияқты жылыжай газдарының тығыз атмосферасы кіріп келетін күн сәулесін ұстап алады. Температураның жоғарылауы атмосфераға жылыжай газдарын қосады, сондықтан екі процесс бір-бірін күшейтеді. Көмірқышқыл газының өзі ғана судың қату температурасынан жоғары температураны сақтауға жеткіліксіз, сондықтан арнайы жылыжай молекулаларының қоспасын жасау қажет болуы мүмкін.
Terraforming a planet would involve making it fit the habitability requirements listed in the previous section. For example, a planet may be too cold for liquid water to exist on its surface. Its temperature could be raised by adding greenhouse gases to the atmosphere, using orbiting mirrors to reflect more sunlight onto the planet, or lowering the albedo of the planet. A thin atmosphere could be thickened using gases produced locally (e. g. the Moon could be given an atmosphere of oxygen by reducing lunar rock It is thought that Mars once had a more Earth like environment early in its history, with a thicker atmosphere and abundant water that was lost over the course of hundreds of millions of years. The exact mechanism of this loss is still unclear, though three mechanisms, in particular, seem likely: First, whenever surface water is present, carbon dioxide (CO2) reacts with rocks to form carbonates, thus drawing atmosphere off and binding it to the planetary surface. On Earth, this process is counteracted when plate tectonics works to cause volcanic eruptions that vent carbon dioxide back to the atmosphere. On Mars, the lack of such tectonic activity worked to prevent the recycling of gases locked up in sediments. Second, the lack of a magnetosphere around Mars may have allowed the solar wind to gradually erode the atmosphere. Convection within the core of Mars, which is made mostly of iron, originally generated a magnetic field. However the dynamo ceased to function long ago, and the magnetic field of Mars has largely disappeared, probably due to "loss of core heat, solidification of most of the core, and/or changes in the mantle convection regime." Results from the NASA MAVEN mission show that the atmosphere is removed primarily due to Coronal Mass Ejection events, where outbursts of high velocity protons from the Sun impact the atmosphere. Mars does still retain a limited magnetosphere that covers approximately 40% of its surface. Rather than uniformly covering and protecting the atmosphere from solar wind, however, the magnetic field takes the form of a collection of smaller, umbrella shaped fields, mainly clustered together around the planet's southern hemisphere. Finally, between approximately 4.1 and 3.8 billion years ago, asteroid impacts during the Late Heavy Bombardment caused significant changes to the surface environment of objects in the Solar System. The low gravity of Mars suggests that these impacts could have ejected much of the Martian atmosphere into deep space. Terraforming Mars would entail two major interlaced changes: building the atmosphere and heating it. A thicker atmosphere of greenhouse gases such as carbon dioxide would trap incoming solar radiation. Because the raised temperature would add greenhouse gases to the atmosphere, the two processes would augment each other. Carbon dioxide alone would not suffice to sustain a temperature above the freezing point of water, so a mixture of specialized greenhouse molecules might be manufactured.
Венера
Венераны терраформациялау үшін екі маңызды өзгеріс қажет: планетаның тығыз көмірқышқыл газынан тұратын атмосферасының басым бөлігін жою және планетаның беткі температурасын төмендету. Бұл мақсаттар тығыз байланысты, себебі Венераның ең жоғары температурасы оның тығыз атмосферасының парниктік эффект тудыруынан болуы мүмкін. Венера атмосферасында оттегінің мөлшері аз болғандықтан, тағы бір қадам – атмосфераға тыныс алуға жарамды О2 енгізу болар еді. Мұндай процестің алғашқы ұсынысын Карл Саган жасаған, ол Венера атмосферасына жүзуге қабілетті, фотосинтез жасайтын бактерияларды енгізуді ұсынды. Бұл бактериялар көмірқышқыл газын органикалық заттарға айналдырып, атмосферадағы оттегінің мөлшерін арттыруға көмектесер еді. Мартин Бич қосымша қадам ретінде планета атмосферасына су және/немесе сутегі енгізуді атап көрсетеді, ал басқалар Айды терраформациялау мүмкін екенін ұсынады, бірақ барлығы осы ұсынысқа келіспейді. Лэндис Айға таза оттегінен тұратын 1 PSI қысымды атмосфера құру үшін шамамен екі жүз триллион тонна оттегі қажет екенін есептейді және осы оттекті Ай тасының шамамен алғанда, қабырғасы он шақырымдай болатын кубқа тең көлемінен алуға болады деп болжайды. Басқаша айтсақ, ол "50-100 кометадан", олардың мөлшері Галлей кометасымен шамалас, су алуға болатынын ұсынады, "кометалар Айға шапқанда судың шашырамауы" ескеріледі. "Меркурийді терраформациялау мүмкін емес сияқты, сондықтан онда ешқандай жануарлар мен өсімдіктер өмір сүре алмайды" делінеді, және терраформациялау жобасында оның негізгі мақсаты минералдарды өндіру үшін пайдалы қазба көзі болуы мүмкін. Дегенмен, терраформациялау мүмкіндігі де қарастырылған. Егер Меркурийді күн сәулесінен қорғау үшін жасалмаған магниттік қалқанды Меркурий-Күн L1 нүктесіне орналастырса (Марсқа жасалған ұсынысқа ұқсас), онда Меркурийдің магниттік өрісі күшейіп, өзін-өзі сақтай алатын деңгейге жетеді, егер басқа күн шары оны "тоқтатпаса". Марстан әлдеқайда кішкентай болғанына қарамастан, Меркурийдің жоғары тығыздығының арқасында атмосферадан қашу жылдамдығы Марстікінен аздап төмен, және егер магнитосфера атмосфераның жоғалуына жол бермесе, миллиондаған жылдар бойы азот-оттегі атмосферасын сақтай алады. Бір атмосфералық қысымды қамтамасыз ету үшін шамамен 1,1 × 1018 килограмм газ қажет болады, немесе егер төмен қысым қанағаттанарлық болса, одан да аз газ жеткілікті. Суды Күн жүйесінің сыртқы бөліктерінен жеткізуге болады. Су жеткізілгеннен кейін, оны фотокатализдік шаңды пайдаланып, құрамындағы оттегі мен сутегі молекулаларына бөлуге болады, ал сутегі тез арада ғарышқа ұшып кетеді. 0,2-0,3 бар оттегі қысымында атмосфера тыныс алуға жарамды болады, және нитраттардың болуымен өсімдіктердің өсуіне қажетті азотты қосуға болады. Тепе-теңдік температурасы шамамен 159 Цельсий градусы болғандықтан, температураны басқару қажет. Алайда, полюстердегі миллиондаған шаршы километрдің орташа температурасы 0-50 Цельсий градусы (немесе 32-122 Фаренгейт градусы) құрайды, яғни әр полюсте Мексика аумағындай мекендеуге жарамды температурасы бар аймақтар бар. Планетаның альбедосы 0,12-ден ~0,6-ға дейін арттырылса, мекендеуге жарамды аумақ одан да үлкен болуы мүмкін. Рой температураны күн сәулесін шағылыстыратын күн желкендерін пайдаланып, Меркурийдегі күн сәулесінің мөлшерін Жердегіге жақын деңгейге дейін төмендету арқылы басқаруға болатынын ұсынады. Оның есептеуінше, әрқайсысының ауданы бір шаршы километр болатын 16-17 миллион желкен қажет болады. Бұлар, әдетте, терраформациялау емес, геоинженерия немесе климаттық инженерия деп аталады.
Terraforming Venus requires two major changes: removing most of the planet's dense carbon dioxide atmosphere, and reducing the planet's surface temperature. These goals are closely interrelated because Venus's extreme temperature may result from the greenhouse effect caused by its dense atmosphere. Venus's atmosphere currently contains little oxygen, so an additional step would be to inject breathable O2 into the atmosphere. An early proposal for such a process comes from Carl Sagan, who suggested the injection of floating, photosynthetic bacteria into the Venusian atmosphere to reduce CO2 to organic form, and increase the atmospheric concentration of O2 in the atmosphere. An additional step noted by Martin Beech includes the injection of water and/or hydrogen into the planetary atmosphere; and others have thus proposed that it could be feasible to terraform the moon, although not all agree with that proposal. Landis estimates that a 1 PSI atmosphere of pure oxygen on the Moon would require on the order of two hundred trillion tons of oxygen, and suggests it could be produced by reducing the oxygen from an amount of lunar rock equivalent to a cube about fifty kilometers on an edge. Alternatively, he suggests that the water content of "fifty to a hundred comets" the size of Halley's comet would do the job, "assuming that the water doesn't splash away when the comets hit the moon." states "There seems little prospect of terraforming Mercury such that any animals or plants might exist there," and suggests that its primary use in a terraforming project would be as a mining source for minerals. Nevertheless, terraforming has been considered. If some means of shielding Mercury from solar wind by placing an artificial magnetic shield at Mercury Sun L1 (similar to the proposal for Mars), then Mercury's magnetic field could possibly grow in intensity to a point where Mercury's magnetic field could be self sustaining provided the field wasn't made to "stall" by another solar event. Despite being much smaller than Mars, Mercury has an escape velocity only slightly less than that of Mars due to its higher density and could, if a magnetosphere prevents atmospheric stripping, hold a nitrogen/oxygen atmosphere for millions of years. To provide one atmosphere of pressure, roughly 1.1×1018 kilograms of gas would be required; or a somewhat lower amount if lower pressure is acceptable. Water could be delivered from the outer solar system. Once this water has been delivered, it would split the water into its constituent oxygen and hydrogen molecules, possibly using a photo catalytic dust, with the hydrogen rapidly being lost to space. At an oxygen pressure of 0.2 0.3 bar, the atmosphere would be breathable and nitrogen may be added as required to allow for plant growth in the presence of nitrates. Temperature management would be required, due to the equilibrium average temperature of ~159 Celsius. However, millions of square kilometers at the poles have an average temperature of 0 50 Celsius, or 32 122 Fahrenheit (i. e., an area the size of Mexico at each pole with habitable temperatures). The total habitable area could be even larger if the planetary albedo were increased from 0.12 to ~0.6, potentially increasing the habitable area. Roy proposes that the temperature could be further managed by decreasing the solar flux at Mercury to near the terrestrial value by solar sails reflecting sunlight. He calculates that 16 to 17 million sails, each with an area of one square kilometer would be needed. These are typically referred to as geoengineering or climate engineering, rather than terraforming.
Күн жүйесіндегі басқа денелер
Терраформация үшін басқа да ықтимал кандидаттар (мүмкін тек ішінара немесе паратерраформация) – Юпитер немесе Сатурнның ірі айлары (Еуропа, Ганимед, Каллисто, Энцелад, Титан) және кәрі планета Церера. Айлар мұзбен қапталған, сондықтан оларды қыздыру мұздың бір бөлігін су буы, аммиак және басқа газдардан тұратын атмосфераға айналдырады. Юпитердің айлары үшін, Юпитер төңірегіндегі күшті сәулелену су буының радиолизіне алып келіп, оны сутегі мен оттегіге жіктеуі мүмкін, сондай-ақ радио толқындарын да тудыруы мүмкін. Айларды терраформациялаудағы қиындықтар – олардың көп мөлшердегі мұзы және төмен гравитациясы. Дегенмен, бұл Церераның беті газ гиганттарының айлары сияқты мұзды екен деген қате түсінікке негізделген сияқты. Шындығында, Церераның беті "аралас мұз, силикаттар және жеңіл, берік фазалардан тұрады, олар гидратталған тұздар мен клатраттарға ең жақсы сәйкес келеді". Мұны қыздырғанда қандай нәтиже болатыны әлі белгісіз.
Other possible candidates for terraforming (possibly only partial or paraterraforming) include large moons of Jupiter or Saturn (Europa, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan), and the dwarf planet Ceres. The moons are covered in ice, so heating them would make some of this ice sublimate into an atmosphere of water vapour, ammonia and other gases. For Jupiter's moons, the intense radiation around Jupiter would cause radiolysis of water vapour, splitting it into hydrogen and oxygen. or radio waves. Challenges to terraforming the moons include their high amounts of ice and their low gravity. However, this appears to be based on a misconception that Ceres' surface is icy in a similar way to the gas giant moons. In reality, Ceres' surface is "a layer of mixed ice, silicates and light strong phases best matched by hydrated salts and clathrates". It is unclear what the result of heating this up would be.
Биологиялық терраформалау
Планеталық инженерияның көптеген ұсыныстары генетикалық түрлендірілген бактерияларды пайдалануды қамтиды. Жасалма биология алдағы онжылдықтарда дамып жетіле келе, қажетті өнімдерді тиімді түрде тікелей өндіретін, қалыптасқан организмдерді бастапқыдан құру мүмкін болады. MIT Media Lab молекулалық машиналар тобының PhD кандидаты Лиза Нип былай деді: «Жасалма биология арқылы ғалымдар адамдарды, өсімдіктерді және бактерияларды генетикалық түрлендіру арқылы басқа планетада Жерге ұқсас жағдайлар жасауға мүмкіндік алады». Жердегі ең экстремалды организмдерді зерттейтін Луизиана штаты университетінің микробиологы Гэри Кинг: «Жасалма биология бізге ерекше құралдар жиынтығын сыйлады, оны жоспарлап отырған жүйелерімізге арнайы бейімделген жаңа организмдерді жасау үшін пайдалануға болады» деп атап өтеді және тераформация перспективаларын сипаттайды: «Біз таңдаған микробтарды зерттеп, бізге қажетті тіршілік ету және тераформация қасиеттерін (радиацияға және құрғақшылыққа төзімділік сияқты) кодтайтын гендерді табуымыз керек, содан кейін осы білімді Марсқа арналған микробтарды генетикалық түрлендіру үшін қолданамыз». Ол жобаның ең үлкен қиындығын дұрыс микробтарды генетикалық түрлендіру және бейімдеу қабілетінде көреді, бұл қиындыққа шешім табуға «он жыл немесе одан да көп уақыт» қажет болуы мүмкін деп есептейді. Сондай-ақ, ол «бір түрлі микробты емес, бірлесіп жұмыс істейтін бірнеше микробтар жиынтығын» жасаудың тиімдірек екенін айтады. DARPA фотосинтез жасайтын өсімдіктер, бактериялар және балдырларды зерттейді, олар Марс бетінде өсіп, оның атмосферасын жылытып, тығыздай алады. 2015 жылы агенттік және оның зерттеу серіктестері DTA GView – «геномдардың Google картасы» деп аталатын бағдарлама жасады, онда бірнеше организмнің геномдарын бағдарламаға жүктеу арқылы белгілі гендердің тізімін және олардың геномдағы орналасқан жерін дереу көруге болады. DARPA-ның биологиялық технологиялар басқармасының директорының орынбасары Алисия Джексонның сөзіне сүйенсек, олар «тек Жердегі қиын жағдайларды ғана емес, ғарышқа тек сапар үшін емес, тұру үшін де өзгертетін технологиялық құралдар жиынтығын» әзірледі.
Many proposals for planetary engineering involve the use of genetically engineered bacteria. As synthetic biology matures over the coming decades it may become possible to build designer organisms from scratch that directly manufacture desired products efficiently. Lisa Nip, Ph. D. candidate at the MIT Media Lab's Molecular Machines group, said that by synthetic biology, scientists could genetically engineer humans, plants and bacteria to create Earth like conditions on another planet. Gary King, microbiologist at Louisiana State University studying the most extreme organisms on Earth, notes that "synthetic biology has given us a remarkable toolkit that can be used to manufacture new kinds of organisms specially suited for the systems we want to plan for" and outlines the prospects for terraforming, saying "we'll want to investigate our chosen microbes, find the genes that code for the survival and terraforming properties that we want (like radiation and drought resistance), and then use that knowledge to genetically engineer specifically Martian designed microbes". He sees the project's biggest bottleneck in the ability to genetically tweak and tailor the right microbes, estimating that this hurdle could take "a decade or more" to be solved. He also notes that it would be best to develop "not a single kind of microbe but a suite of several that work together". DARPA is researching the use of photosynthesizing plants, bacteria, and algae grown directly on the Mars surface that could warm up and thicken its atmosphere. In 2015 the agency and some of its research partners created an software called DTA GView − a 'Google Maps of genomes', in which genomes of several organisms can be pulled up on the program to immediately show a list of known genes and where they are located in the genome. According to Alicia Jackson, deputy director of DARPA's Biological Technologies Office, they have developed a "technological toolkit to transform not just hostile places here on Earth, but to go into space not just to visit, but to stay".
Паратеррафондау
"Әлемдік үй" тұжырымдамасы ретінде де белгілі, пара-терраформация планетаның пайдалы аумағының көп бөлігін қамтитын, онда өмір сүруге жарамды жабық кеңістік құруды қарастырады. Бұл жабық кеңістік бір немесе бірнеше километр биіктікте орналасқан мөлдір шатырдан тұрады, тыныс алуға жарамды атмосферамен толтырылып, белгілі бір аралықта кернеу мұнаралары мен кабельдермен бекітіледі. "Әлемдік үй" тұжырымдамасы күмбезді мекендеу ортасы тұжырымдамасына ұқсас, бірақ планетаның барлық (немесе көп бөлігін) қамтиды. Пара-терраформацияға Меркурий, Ай, Церера және газ аспаптарының серіктері сияқты планеталар үміткер болып табылады.
Also known as the "world house" concept, para terraforming involves the construction of a habitable enclosure on a planet that encompasses most of the planet's usable area. The enclosure would consist of a transparent roof held one or more kilometers above the surface, pressurized with a breathable atmosphere, and anchored with tension towers and cables at regular intervals. The world house concept is similar to the concept of a domed habitat, but one which covers all (or most) of the planet. Potential targets for paraterraforming include Mercury, the Moon, Ceres and the gas giant moons.
Адамдарды бейімдеу
Сонымен қатар, жаушыл ортаны терраформациялаудың орнына немесе оған қосымша адамдар генетикалық инженерия, биотехнология және кибернетикалық күшейтулерді пайдалану арқылы осы ортаға бейімделуі мүмкін деген пікір айтылды. Бұл пантропия деп аталады.
It has also been suggested that instead of or in addition to terraforming a hostile environment humans might adapt to these places by the use of genetic engineering, biotechnology and cybernetic enhancements. This is known as pantropy.