Čím osídlit Mars?

Na naší Zemi existuji mikroorganismy, které by s trochou dobré vůle a technologické podpory přežily i na Marsu. Mohou se stát jednoho dne jeho prvními kolonizátory? (délka blogu 5 min.)   

Je jen logické, že se lidstvo jednoho dne vydá osidlovat další planety. 

Slunci jednoho vzdáleného dne dojdou zásoby paliva. Čím víc se bude blížit konec jeho hvězdného života, tím větší problémy bude mít náš ekosystém. Na konci aktivní fáze totiž hvězdy podobné Slunci zvyšují svůj objem. Země půjde ve stopách Venuše -  s jejími vysokými povrchovými teplotami - což nebude pro život, tak jak ho známe, vůbec příjemné. 

K jiným planetárním systémům to bude mít lidstvo příliš daleko - a tak bude nejspíše muset vzít nejprve zavděk některou ze sousedních planet. Je také možné, že nás k Marsu zavede daleko dříve lidská zvědavost a touha objevovat. 

Má to ale jeden háček. Podmínky na jeho povrchu bohužel nejsou pro běžný pozemský život příznivé. 

Přesto na naší planetě existují organismy, které by si (po menších úpravách podmínek a s poměrně nekomplikovanou technologickou podporou) se životem na Marsu mohly poradit. Daly by se využít na tzv. bioregenerativní podporu ekosféry, tedy k výrobě biomasy a kyslíku, který by potom jednoho dne mohl umožnit na Marsu žít jiným organismům - a nakonec třeba i lidem. 

Sinice

Sinice jsou jednobuněčné organismy, které patří k těm nejstarším pozemšťanům. Evoluce je naučila využívat sluneční záření a atmosférický oxid uhličitý, zatímco vyrábějí kyslík, který je odpadem jejich metabolismu. Zjednodušeně řečeno - byly to právě organismy jako sinice, kdo přivedl tehdy ještě poměrně mladou Zemi za hranu ekologické katastrofy, když otrávily vodu oceánů a později také atmosféru … kyslíkem. Pro nás samotné to byla šťastná náhoda. Život dnešního běžného typu se kyslíku (který je chemicky agresivní) naučil bránit a využívá ho naopak ke svému prospěchu. 

Něco podobného by pro nás mohly sinice jednoho dne udělat i na Marsu. 

Klíčem k úspěchu sinic je jejich schopnost přizpůsobit se různým novým podmínkám. Zároveň jsou to velice skromné organismy a nevyžadují ke své existenci žádné exkluzivní podmínky. Mohly by se tedy naučit žít i na tak nehostinné planetě, jakou je dnes Mars. 

Jako zdroj uhlíku k výrobě své biomasy využijí CO2, kterého je v řídké atmosféře rudé planety přebytek. Zároveň si dokážou vzít z atmosféry plynný dusík. K životu pak potřebují už jen stopové prvky, světlo a vodu. 

Vědci se už několik let pokoušejí zjistit, jestli všechno, co sinice potřebují, lze nalézt přímo na naší sousední planetě. Nemělo by totiž velký smysl, živiny pro růst sinic dovážet ze Země. 

Vyvinuli tedy reaktor, ve kterém se dají měnit životní podmínky - například tlak a složení atmosféry, případně druh substrátu. 

Sinice, které známe ze Země by nejspíše nesnesly přímou konfrontaci s reálnou marsovskou atmosférou. Na Zemi panuje daleko vyšší tlak (kolem 1013 hektopascalů). Mars se může pochlubit dokonce i v nížinách průměrně pouhými 6,36 hektopascaly tlaku, přičemž i tato hodnota kolísá podle ročního období (v zimě zmrzne část atmosféry v polárních čepičkách, zatímco v létě taje). Cílem tedy bylo, vytvořit takové podmínky, jaké sinice nezabijí a zároveň nebudou vyžadovat příliš velké technologické nároky. 

Vědci zjistili, že sinice si vedou dobře v atmosféře, která se skládá ze 4 procent CO2 a 96 procent dusíku. Snášejí v takových podmínkách tlak pouhých 100 hektopascalů. To je jen zhruba desetina pozemského tlaku a patnáctkrát vyšší tlak než na Marsu. 

A nejen to - sinice v těchto podmínkách dokázaly také získat nutné živiny - z marsovské půdy. 

Marsovský regolit

Na Marsu samozřejmě chybí to, co máme na Zemi - povrchová vrstva, bohatá na humus. Namísto ní pokrývá povrch Marsu převážně sypký materiál, jehož složení je známo díky průzkumu ze satelitů, které se nacházejí na jeho oběžné dráze a také několika roverů na povrchu planety. Jedná se o čedičový materiál. V minimálním množství se v něm nachází dusičnany a uhlík - nikdy by ale nestačily k růstu mikroorganismů, na to je jich příliš málo. Sinice naštěstí jak dusík tak uhlík umějí čerpat z atmosféry. 

Zato jim může regolit nabídnout všechny ostatní prvky, které sinice vyžadují (P, S, K, Mg, Na, Ca, Fe, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, Zn atd.). 

To zní velice dobře, i když situace samozřejmě nebude tak jednoduchá, jak se jeví na první pohled. Na růst sinic může mít vliv ještě celá řada dalších faktorů - jako velikost zrn substrátu, apod. Je možné, že některé z nich ještě neznáme. Ale to už je úkol pro další výzkum. 

Problematické budou také perchloráty, které se vyskytují na povrchu Marsu. Jsou to látky, které sinicím škodí. Jistě by se ale dala nalézt technologie, která je dokáže odstranit alespoň z té části substrátu, která bude vyhrazena pro sinice. 

Kromě toho, že sinice vyrobí kyslík, postarají se ještě o vznik biologické hmoty, která by mohla být použita k nakrmení jiných, komplikovanějších biosystémů. Jednalo by se o druhý stupeň osídlování, kdy ke slovu přijdou mikroorganismy, které nemají schopnost získávat uhlík a dusík přímo z atmosféry. 

I tady by se mohly vyskytnout problémy. Sinice se sice umí dobře přizpůsobit novým životním podmínkám - budou ale produkty jejich metabolismu, vyrobené na Marsu stále ještě chutnat jejich dalším spotřebitelům? 

Vědci se samozřejmě věnují i tomuto problému. Zatím to vypadá, že je tomu spíše naopak. Biomasa, kterou produkují sinice v podmínkách blízkým podmínkám na Marsu, obsahuje více uhlovodíků a méně bílkovin. Zvyšuje se i podíl rozpustných živin, které mohou následující spotřebitelé využívat. 

Celý proces se dá samozřejmě ještě optimalizovat. Není vyloučeno, že vědci naleznou jiné podmínky, které budou různým mikroorganismům vyhovovat ještě lépe. 

Možná se tedy dočkáme toho, že nám malé, namodralé sinice prokáží další laskavost. Zúrodní pro nás… další planetu.