"Marss kasvukohatüüp"



"Marss kasvukohatüüp"

Taust 
Senised uuringud ei ole suutnud Marsil elustikku (sh. taimestikku) tuvastada. 

Maa elu tekke teooriate kohaselt võib elu olla tekkinud kas eluta ainest (abiogeneesi) või kosmosest (panspermia) meteoriitidelt (sh. Marsilt pärit materjalist).
 
Eluta ainest elu tekkimise osas on kaks hüpoteesi: 1) isereplitseeruvate polümeeride (RNA) tekke (Miller ja Urey kinnitav eksperiment) või 2) metabolismi tulemusena ookeanisüvikutes kuumaveeallikates. Võimalikke soodsaid tingimusi RNA polümeeride tekkimise tingimusi varases Marsi ajaloos on uuritud. Samuti on tuvastatud vee olemasolu ja seismilist tegevust Marsil.
 
Maa, Veenus, Marss ja mõnede planeetide kuud asuvad Päikesesüsteemis elu tekkeks sarnases soodsas tsoonis (nn. tähe Kuldkihara tsoonis), mistõttu arvatakse seal elu esinevat või olnud esinenud. 3,5 mlrd aastat tagasi Marsi abiootilised tingimused sarnanesid Maa praeguste tingimustega. Võrdluseks, elu Maal hinnatakse olevat 4,28 mlrd aastat vana, tekkinud kas Arhaikumis kui mitte Hadaikumis, milleaegsed abiootilised tegurid erinevad samuti praegustest Maa abiootilistest teguritest. 

Elu arvatakse olevat Marsilt kadunud päikesetuulte, radiatsiooni, kasvuhoonegaaside tekke, vee kadumise, väävelhappe pilvede ja süsinikdioksiidi kasvu tõttu. Elu märke otsitakse jätkuvalt Maavälistelt taevakehadelt, sh. ka Marsilt. Maad ei peeta eluks parimaks planeediks universumis, teised sobivamad elupaigad asuvad praeguste tehnoloogiliste võimalustele kättesaadamatus kauguses.

Marsi abiootilised tegurid 
Maa taimestik vajab elutegevuseks päikesekiirgust/valgust, temperatuuri, tuult, tuld, vett, mineraalseid toitaineid, pH, CO2. Kõik elusorganismid vajavad järgnevate elementide esinemist: H, C, N, O, Mg, P, S, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Mo; ränivetikad vajavad lisaks Si ja liblikõielised taimed Co.

Marsi biosfääris on atmosfäär (õhkkond) õhuke ning sisaldab rohkem kui 95% CO2, 3% N, 2% Ar, ja vähem kui 1% O (Marsil 0,13%, Maal 21%). Marsi pedosfäär (mullastik) sisaldab Si, Fe, Al, Mg, Ca, Ti, S, Cl, kuid ei sisalda orgaanilist ainet. Marsil esineb vesi jää kujul, veejääd hinnatakse leiduvat "tervelt kolmandiku Marsi pinna all ja paljudes kohtades on see ainult ühe või kahe meetri sügavusel", Marsil oli kunagi ookean Arabia, mille veemahtu hinnati olevat 41 mlrd m3 (st. Vahemere 10 kordne maht). Marsi mullastik sisaldab Fe kaks korda rohkem kui Maal, Marss näib punane raudoksiidi sisalduse tõttu. Eristamaks Marsi mullastikku Maa mullastikust, nimetatakse Marsi pinna mullalaadset kihti regoliidiks, mis on mehaaniliselt maa pinnastikuga sarnaselt peeneteraline. Marsi mullastik on Ca(ClO4)2 perkloraadi klooriühendite tõttu toksiline (pH=8,3), mis mõjutab taime lehtede klorofülli taset, taimejuurte oksüdeerivat võimet ja taime suurust. Sellisel leelisele vastaval pH tasemel väheneb paljude taimede toitainete omastatavus.
 
Marsi keskmine temperatuur on -80 C (öösiti kuni -127 C). Marsi valgus moodustab Maa valgusest 44%. Gammakiirguse tase on Marsil 17 korda suurem kui maal. Marsi päeva pikkus on 24 h, 39 min. ja 35 sek (ligikaudselt sama mis Maal), Marsi pöörlemistelje kalle Päikese suhtes ligikaudu sama mis Maal (23°59' vs 23°27'), Marsi gravitatsioon on 40% Maa gravitatsioonist.

Taimed saavad Marsi mullastikus kasvada, mineraalainete vähesuse tõttu on oluline väetamine, pekloraatide eemaldamine, temperatuuri kontrollimine, vedela vee tekitamine jääst, päikesekiirguse kompenseerimist kauguse tõttu, kaitset tolmutormide eest, ja kasvuhooneefekti taasloomist. Marsi pinnastiku tõttu on veevajadus suurem kuivamise vältimiseks. Esmase soodsa asukohana mitmete väljakutsete eest oleks vulkaani lähedased laavatunnelid, mis kaitsevad kiirguse ja tolmutormide eest. Tolmutormide mõju on ka leebem Marsi madala õhurõhu tõttu. Pika perspektiivina kaalutakse kasvuhooneefeketi taasloomist (metaan ja veeaur - töötatakse välja tehnoloogiaid jää sulatamiseks ja metaani kaevandamiseks Marsi lähedases piirkonnas).

"Marss kasvukohatüüp" 
Praeguste ebasoodsate abiootiliste tegurite tõttu Marsil elustikku (sh. taimestikku) ei esine. Marss ei vasta ühelegi olemasolevale bioomile ja/või kasvukohatüübile, mullastiku (pedosfääri) ja taimestiku puudumise tõttu. Bioom kui "ühe kliima- ja taimkattevööndi ... või mäestike kõrgusvööndi bio(geo)tsönooside kogum" sobib iseloomustama makroökosüsteemi, kuid mitte tervet planeeti erinevate kliima- ja mäestikevööndide tõttu. Kuna esmaste soodsate kasvukohtadena nähakse vulkaanide lähedasi laavatunnelid (mikrokooslusi) on sobilikum kasutada kasvukohatüübi mõistet. Seoses Marsi koloniseerimise plaanidega on oluline käsitleda Marsi kasvukohta ja sinna sobivat taimestikku. Kasvukohatüüp, kui termin on tekkinud metsamaa kasvutingimusi iseloomustama, kuid on määratav ka metsata maal nagu antud olukorras. 
Koosluse taimed jagatakse "nende eluvormi ja piirkõrguse järgi rinneteks" (puu-, põõsa-, puhma-, rohu- ja sambla-samblikurinne). Koosluse osas tuuakse ära veel mullastik ja mulla niiskus

Puurinne
Puudub.

Põõsarinne
Puudub.

Puhma- ja rohurinne
Looduslik puudub.

On testitud erinevate kultuur- ja looduslike taimede kasvatamist kosmoses (Veggie projekt) ja Marsi tingimustega sarnastes tingimustes. Marsi tingimustega sarnased taimekasvu substraatidel kasvab salat (Lactuca sativa L. kultivaar). Marsi mullastiku ja valgustingimustega sarnastel tingimustel kasvab lehtkapsas, porgand, salat, bataat, sibul, võililled ja humal, kuid kartul vajab täiendavat hoolt. Marsi mullastiku suure rauasisalduse tõttu tuleb veremürgistuse vältimiseks vältida suure raua sisaldusega taimede (nt. lehtkapsas ja spinat) kasvatamist ja pikaajalist söömist. Katsed Marsi sarnase radiatsioonitasemega aedkressi ja rukki viisid oluliselt vähenenud saagi ja pruunide lehtedega kääbustaimedeni.

Sambla- ja samblikurinne
Looduslik puudub. Sammalde kasvatamist Marsil on vaadeldud, modifitseerides sambla külmumisvastast geeni külmas ellujäämiseks. Samblikud on tuntud kui "ühed esmased elusaine tootjad kuival maal" ja taimestiku tekkele kuival maal kaasa aitajad, nende kasutamine elutekkele Marsil kaasaaitamisele (orgaanilise materjali teke, atmosfääri teke, mullastiku murendamine) vajab edasist tähelepanu.

Muld
Vt. üles abiootilised tegurid. Mulla niiskus - Marsi mullastik on väga kuiv.

Märkus
Taimestiku kõrval on loomastik vastupidavam iseseisvaks Maaväliseks eluks, nt. loimurid, varbussid ja bakter Deinococcus_radiodurans (elutegevus on kosmoses valdavalt tardunud olekus).

Viited

Marss