Maankaltaistaminen

Maankaltaistaistaminen eli terraformaatio tai maantaminen tarkoittaa vielä tällä hetkellä hypoteettista jonkin planeetan olojen muokkaamista Maan kaltaiseksi. Sana tulee latinasta: Terra tarkoittaa Maata, forma hahmoa, muotoa tai ulkonäköä. Marsia pidetään planeettana, joka voitaisiin muuttaa ainakin jossain määrin elinkelpoiseen kuntoon esimerkiksi kylvämällä sen kaasukehään lämmittäviä kasvihuonekaasuja, ja maaperään mikrobeja. Venusta saatettaisiin maankaltaistaa Kuusta louhitulla alumiinipölyllä ja myöhemmin mikrobeilla.
Huolimatta monista visioista ei olla täysin varmoja siitä pystytäänkö Marsia taikka Venusta maankaltaistamaan. Myös muita taivaankappaleita, jopa kaasukehätöntä kääpiöplaneetta Cerestä tai Kuuta, on ehdotettu maankaltaistettaviksi kohteiksi.
Maankaltaistamiseen saattaavat ainakin alussa riittää olosuhteet, joissa esimerkiksi kasvit pystyvät kasvamaan planeetan pinnalla, vaikka ihminen ei kykene hengittämään kuin esimerkiksi happinaamarilla. Maankaltaistaminen olisi joka tapauksessa melko hidas tapahtumasarja, koska se vaatisi kaasukehän ja maaperän muutokseen tarvittavien aineiden, kaasujen ja bakteerien teollista tuottamista valtavissa määrin. Marsin maankaltaistamisen uskottaisiin vievän vähintään 100, kenties jopa 100 000 vuotta.
Koska terraformaatiota ei ole kokeiltu, ei myöskään maankaltaistamisen kaikkia vaikutuksia tunneta tarkasti. Ei voida varmuudella sanoa, tuottaisiko esimerkiksi Marsin aiottu maankaltaistaminen todellisissa oloissa Marsista kasveille sopivan elinympäristön. Lisäksi jos jokin planeetta pystytäisiin maankaltaistamaan, olisi epävarmaa jäisivätkö aiheutetut muutokset pysyviksi. On myös keskusteltu siitä, onko oikein tuhota planeettojen alkuperäinen ympäristö ihmisen tarpeita silmällä pitäen.

Marsin maankaltaistaminen

Marsin kaasukehässä on hiilidioksidia hiukan, mutta runsaammin napalakeissa ja maaperässä ikiroutana. On esitetty ajatus, että Marsin napalakissa oleva hiilidioksidijää voitaisiin haihduttaa nostamalla Marsin kaasukehän lämpötilaa ilmakehään kylvettävillä kasvihuonekaasuilla, muun muassa tehokkailla halokarboneilla, joita ovat CFC- ja PFC-yhdisteet. Toinen vaihtoehto napalakin lämmittämiseen ja höyrystämiseen olisi valtava yli 100 km:n läpimittainen Marsin kiertoradalle sijoitettu peili. Arviolta jopa niinkin pieni kuin 4 °C lämmitys vapauttaisi napalakin hiilidioksidin Marsin kaasukehään. Näin Marsin ilmakehän kaasunpaine nousisi 50–150 millibariin ja lämpötila muutaman asteen. Marsin maaperästä, regoliitista vapautuu ehkä 450–900 mbar:n verran hiilidioksidia, ja lämpötila nousisi 55 °C. Jo 10 astetta lisälämpöä nostaisi Marsin kaasunpainetta 200–300 mbariin. Tällä tavoin Marsiin pystytään luomaan ehkä kaasukehä, jonka paine on 1/3 Maan kaasukehästä, mikä vastaa kaasunpainetta Mount Everestin huipulla. Marsiin uskotaan syntyvän happinaamarilla hengitettävä kaasukehä 500 vuodessa, ja maan ilmanpaine 1500–2500 vuodessa.
Kasvit vaativat noin 50 mbar:n paineen. Silloin Marsin pinnalla voisi olla lämpimimmissä kohdissa nestemäistä vettä. Seuraavassa vaiheessa Marsiin tuotettaisiin säteilyltä suojaava otsonikerros. Kasveille sopiva ympäristö luotaisiin lämmittämällä planeettaa. Suuri määrä happea syntyisi planeetan ilmakehään pitkän ajan kuluessa, kun kasveja kasvatettaisiin entistä laajemmalla alueella. Toisaalta tämä taas johtaisi hiilidioksidin vähenemiseen, ja hapen lisääntymiseen ilmakehässä. Marsin maankaltaistaminen kasveille sopivaksi voisi viedä 100–100 000 vuotta. Väitetään, että Maan kaltainen typestä ja hapesta koostuva kaasukehä olisi Marsille liian kylmä, kasveille paremmin sopisi 1–3 Maan ilmakehän paineinen hiilidioksidikaasukehä, joka nostaisi planeetan lämpötilaa yli 50 astetta.
Marsiin voitaisi hankkia kasvihuonekaasuja ja vettä myös ohjaamalla jäisiä asteroideja tai komeettoja aurinkokunnan ulko-osista syöksymään Marsin napalakkeihin. Törmäykset suurilla nopeuksilla aiheuttaisivat valtavia räjähdyksiä, jotka sulattaisivat Marsin napalakkien jään ja hiilidioksidi vapautuisi Marsin kaasukehään. Haittavaikutus olisi napalakeissa olevan pölyn vapautuminen Marsin kaasukehään, jolla on toisaalta lämpöä tasaavaa ja viilentävää, mutta ehkä myös planeetan yöpuolta lämmittävää vaikutusta.

Maankaltaistamisen ongelmia

Maankaltaistaminen on kiistanalainen aihe erityisesti tarpeellisuutensa osalta. Potentiaalisilta planeetoilta näyttää puuttuvan monia Maa-planeetan asuinkelpoiseksi tekeviä ominaisuuksia. Maassa ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta säätää osaltaan laattatektoniikka, jossa uusiutuviin mannerlaattoihin sitoutuu hiilidioksidia. Marsissa ei ole mannerlaattoja eikä laattatektoniikkaa, joka voisi säädellä hiilidioksidin määrää. Venuksen maankaltaistamista vaikeuttaa planeetan vesivarojen puute. Sekä Marsin että Venuksen omien magneettikenttien suojaava vaikutus on huomattavan heikko verrattuna maan magneettikenttään, jonka vahvuus osaltaan estää aurinkotuulta puhaltamasta maan kaasukehää avaruuteen.
Maankaltaistamisen pahimpina esteinä ovat tämänhetkinen teknologian taso, suuret kustannukset ja maankaltaistamisprosessin pituus. On asia erikseen rakennella paikallisia suojakuvun sisällä olevia biosfäärejä toisille taivaankappaleille, kuin muuttaa kokonaisen planeetan ilmakehää, puhumattakaan sellaisen luomisesta.
Ei tiedetä täysin, tuottaisiko maankaltaistaminen halutun vakaan ja pysyvän lopputuloksen. Jotkut pelkäävät Marsin maankaltastamisen tuottavan vielä elinkelvottomamman planeetan kuin mitä Mars nyt on. Marsin tiedetään kadottaneen aikaisemman kaasukehänsä Auringon ultraviolettisäteilyn hajottavan vaikutuksen, aurinkotuulen, pienen painovoiman ja lähes olemattoman suojaavan magneettikentän takia. Esimerkiksi lämmittävien CFC-kaasujen pysyvyyttä Marsin kaasukehän oloissa ei tunneta.

Historia

Tieteiskirjailija Olaf Stapledon mainitsi 1930 julkaistussa kirjassaan "Viimeiset ja ensimmäiset" (Last and First Men) mahdollisuuden maankaltaistaa Venus. Kirjassa Venus maankaltaistetaan pitkän ja tuhoisan sodan jälkeen.
Sanaa "terraform" käytettiin ensi kertaa 1942 Jack Williamsonin Astounding Science Fictionin erässä tarinassa. Sanaa käytettiin myös Jack Williamsonin science fiction -kirjassa Seetee Shock (1949).
Vuonna 1961 tunnettu tähtitieteilijä ja tieteen popularisoija Carl Sagan julkaisi artikkelin, jossa hän väitti Venuksen olevan maankaltaistettavissa kylvämällä planeetan ilmakehään mikroskooppisia leviä. Sagan oli ensimmäisenä todennut Venuksen korkean pintalämpötilan. Sagan visioi 1970-luvulla mahdollisuuksia maankaltaistaa Mars. Muutamat muutkin tutkijat ovat julkaisseet artikkeleitaan maankaltaistamisesta. Vuonna 1985 Martyn J. Fogg alkoi julkaista maankaltaistamista käsitteleviä artikkeleitaan.