地球温暖化は火星をテラフォーミングする最良の方法かもしれない

人類は何世紀にもわたり、火星の生命を探してきました。人類は、生きた近隣生物の痕跡、少なくとも過去にこの赤い惑星に何らかの生物が生息していた証拠を求めて、見つけられるあらゆる地質学的特徴を分析してきました。しかし、今のところ、成果はありません。

生命の証拠がない中で、それほど新しくはない考えが広まりつつある。火星で生命が見つからなければ、火星に生命をもたらすことができるかもしれない。それだけでなく、赤い惑星そのものの性質を変え、乾燥して生命のない世界を、地球の青と緑の大理石を映し出す鏡に変えることができるかもしれないのだ。

まるでSFの世界のように聞こえるかもしれないが、公的機関や民間企業の研究者らはすでに、現在の技術で火星をテラフォーミングする方法を検討しており、その理由の1つは、火星に恒久的な人間居住地を建設することがはるかに現実的になるからである。

出来ますか？

はい、それは可能です。しかし、それはおそらく、現在薄くなった火星の大気中で核兵器を繰り返し爆発させるというイーロン・マスクの計画のような劇的な解決策にはならないでしょう。

「核兵器に大量のエネルギーがあると考えるのは間違いだ」とNASAの惑星科学者クリス・マッケイ氏は言う。「地球上のすべての核兵器、すべての国の核兵器を合計すると、火星の太陽光約30分分に相当します。核兵器を爆発させて惑星を変えるのではなく、太陽光を利用することで惑星を変えるのです。」

マッケイ氏と他の研究者が以前に議論したように、私たちはすでに火星を変える力を持っています。地球上でその概念をテストしたので、極寒の惑星を温めることができることはわかっています。

「地球温暖化は太陽光を利用して地球を温めている」とマッケイ氏は言う。「地球は温暖化しているが、それは核兵器のせいではない。地球に出入りする膨大なエネルギーである太陽光のせいで温暖化しているのだ。」

「火星を地球に似たものにしたいなら、大気をより厚くする必要がある」とNASAの火星大気・揮発性物質進化（MAVEN）ミッションに携わる研究者マイケル・チャフィン氏は言う。「火星の歴史を見ると、初期には水を支えるために大気をより厚くする必要があったことが分かっている。」

現在、大気は非常に薄くて冷たいため、液体の水は表面でほんの一瞬しか存在できません。

「もし液体の水が入ったコップを火星に持って行って注ぎ出したら、一部は凍り、一部は蒸発するだろうが、どれも長く液体のままではいられないだろう」とチャフィン氏は言う。

しかし理論的には、火星の大気に温室効果ガスを注入できれば、遠い昔（およそ 35 億年前）のように、火星の表面を液体の水が表面に安定して存在できるほど温めることができる。また、より厚い大気は、水を安定させるのに十分な圧力も提供する。

マッケイ氏によると、これが可能になる方法の 1 つは、自動化された工場で超温室効果ガス、つまりパーフルオロカーボン (PFC) を製造することだという。これらの化合物は、火星の脆弱なオゾン層を破壊したり、人間の移住者に有毒な脅威を与えたりすることなく、火星の太陽光の熱を閉じ込めることができる。

地球が温暖化すれば（マッケイ氏の推定では約100年で実現する）、植物を植え始めることができる。二酸化炭素を吸収し酸素を排出することで、植物は徐々に大気の化学組成を変え、呼吸可能な状態にする。このプロセスにはおそらく数千年かかるだろう。

それは長い待ち時間のように思えますが、地球が誕生してから約 46 億年が経っていることを考えると、1 世紀、あるいは数千年という期間はより扱いやすいタイムラインになります。

実践的な課題

今後のテラフォーミングの取り組みで考慮しなければならないことの一つは、火星にはすでに二酸化炭素などの温室効果ガスが存在するということだ。研究者がこれらのガスを考慮しなければ、火星の気温が過度に上昇する可能性がある。

「火星からスタートします。地球に近いところに行き着きたいのですが、金星にならないようにするにはどうすればいいでしょうか？」とマッケイ氏は言う。両惑星の大きさは同じだが、金星の大気は地球よりもはるかに厚く、多くの温室効果ガスから構成されており、表面温度は鉛を溶かすほど高い。それだけでなく、表面の大気圧は、通常、海底 3,000 フィートで見られる圧力と同等である。

マッケイ氏は現在、火星の極冠付近または極冠下の地中に現在凍結している二酸化炭素の量を計算する方法に取り組んでいる。現在の推定では、二酸化炭素の量は地球を温暖化させるのに必要な閾値をはるかに下回っているが、実際の推定値は不明であり、研究者はテラフォーミングのプロセスを開始する前に、地中に潜んでいる他の温室効果ガスの量を確認したいと考えている。

では、科学者が完璧なテラフォーミングプロセスに必要な温室効果ガスの正確な量を計算してみると仮定してみましょう。人類は火星に生命を維持できるほど暖かく湿った大気を作り出すことができます。しかし、時間をかけて慎重に作り直された大気はどうなるのでしょうか?

「『火星は大気を失った。それを地球に戻したら、また大気を失うのでは？』と人々は言う」とマッケイ氏は言う。「そして彼らは正しい。また大気を失うだけだ」

違いはタイミングだ。マッケイ氏は、多くの推定によると火星は1億年かけて大気を失うと指摘する。太陽系の歴史全体から見れば短い期間かもしれないが、人類の時間スケールで見れば、努力する価値があるほど長い期間だ。

「いずれにせよ、太陽系には永続性はありません」とマッケイ氏は言う。「人類の時間スケールに比べると、火星を変えるにはとてつもなく長い時間が必要です。住宅ローンの支払いを分散するには、1億年というのは長い時間です。」

惑星は違ってもルールは同じ？

金星、火星、地球の違いは明白に思えるかもしれません。1つは暑すぎ、2つ目は寒すぎ、3つ目はちょうど良いのです。しかし、これらはすべて岩石でできた中規模の惑星です。そして、地球用に開発した長期気候モデルは、他の惑星にもほぼ当てはまります。大気の厚さ、大きさ (火星は他の2つよりも小さい)、および各惑星の太陽に対する相対的な距離の違いを考慮に入れるだけでよいのです。

「地球の地球温暖化を研究するために使用されている気候モデルは、火星のテラフォーミングを研究するために使用されている気候モデルと同じです」とマッケイ氏は言う。

しかし、火星の気候の歴史には研究者にとって謎のまま残っている側面がいくつかある。

「私たちが火星表面に送ったすべての探査機と、多くの周回ミッションは、太陽系の歴史の初期に火星に水が存在していたという証拠を私たちに与えてくれました」とチャフィン氏は言う。「40億年前に遡れば、私たちが目にする特徴を生み出すには、少なくとも短期間ではあるが、火星に湖や川が存在していたに違いありません。」

「それで、謎が解けました。この惑星は現在は液体の水を維持できないのですが、過去には大量の液体の水を維持していたのです。この惑星の大気に変化があったに違いありません」と彼は言う。

ここでMAVENの出番となる。NASAの探査機は2014年から火星を周回しており、大気の組成を分析し、放射線と荷電粒子を測定し、データを地球に送信している。そのデータを分析している研究者たちは、火星が現在どのように大気を宇宙空間に失っているのか、また、過去になぜこれほど劇的に大気を失ったのかを解明しようとしている。

「火星の大気から失われる荷電粒子は、1秒あたり約4分の1ポンドです」とチャフィン氏は言う。「これは、火星の歴史の中で現在の大気全体を消失させるのに十分な量です。しかし、初期の厚い大気が失われたことを説明するには不十分です。」

火星の大気については、まだ多くの疑問が残っています。最も大きな疑問のいくつかは、現在の研究ではなく、将来の私たちの選択に関係しています。

しかし、そうすべきでしょうか?

人々はすでに火星に恒久的な人類基地を建設することを夢見ています。この計画が実現すれば、人類は極寒の気温と高レベルの放射線のある世界で暮らすことになります。このような状況では、テラフォーミングにかかる​​費用とトレードオフは、新しい火星人にとって非常に理にかなっているかもしれません。彼らの新しい住まいをもっと地球に似せて、人間にとってより住みやすいものにしてみてはいかがでしょうか。

人類には惑星の平均気温を上げる力があることはわかっています。なぜなら、まさにそれが地球上で起こっているからです。火星に居住地を作れば、地球の地球温暖化から学んだ教訓を別の惑星に適用することがさらに魅力的になるかもしれません。

「火星に住み、火星を故郷と考えている人々がいるなら、テラフォーミングは彼らにとって推進すべき動機となるかもしれない」とマッケイ氏は言う。

しかし、火星を地球に似たものにしようと急ぐあまり、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。将来の火星探検で、テラフォーミングされていない火星の表面に生息する微生物を発見したらどうなるでしょうか。その発見は、惑星を変えることで地球外生命体を一掃できる可能性があることを意味します。

「火星での生活の倫理性という問題は科学的な問題ではありません」とマッケイ氏は言う。「明らかに価値の問題です。分別のある人々がこの問題を慎重に考えれば、異なる結論に達する可能性があります。」

ジレンマは、小さな異星人の痕跡の存在と地球上の生命の幸福のどちらを優先するかという問題に帰着する。「私たちは社会として、他の惑星で何をするかについて合意する必要がある」とマッケイ氏は言う。「地球で何をすべきかは、実際に行うかどうかは別として、私たち全員が知っている。私たちは生命と自然を守らなければならない。地球では、それらは同じだ。火星に行くと、それらは同じではない。何をすべきかについて、原則的に合意は得られていないし、実践的に合意などない。」

人類を火星に送る計画が加速するにつれ、こうした議論はより重要になるだろう。私たちは火星のテラフォーミングという単なる実用性を超えて、私たちの原則は何か、実際にどのような行動をとれるかを探り始める必要がある。