Terraforming - Wikipedia

Nicht zu verwechseln mit Worldbuilding, dem Prozess der Entwicklung einer imaginären Welt.

"Terraformers" leitet hier um. Für das Manga- und Anime-Franchise siehe Terra Formars.

Die Konzeption eines Künstlers zeigt einen terraformierten Mars in vier Entwicklungsstadien.

Terraforming oder Terraformation (wörtlich "Earth-Shaping".) ) eines Planeten, eines Mondes oder eines anderen Körpers ist der hypothetische Prozess, seine Atmosphäre, Temperatur, Oberflächentopographie oder Ökologie absichtlich so zu verändern, dass sie der Umgebung der Erde ähnelt, um sie durch erdähnliches Leben bewohnbar zu machen.

Das Konzept des Terraforming entwickelte sich sowohl aus der Science-Fiction als auch aus der Wissenschaft. Der Begriff wurde von Jack Williamson in einer Science-Fiction-Kurzgeschichte ("Collision Orbit") geprägt, die 1942 in Astounding Science Fiction ^[1] veröffentlicht wurde, aber das Konzept könnte diese Arbeit vor datieren.

Selbst wenn die Umgebung eines Planeten absichtlich verändert werden könnte, muss noch geprüft werden, ob eine uneingeschränkte planetarische Umgebung geschaffen werden kann, die die Erde auf einem anderen Planeten nachahmt. Mars wird normalerweise als der wahrscheinlichste Kandidat für Terraforming betrachtet. Es wurde viel über die Möglichkeit einer Erwärmung des Planeten und einer Veränderung der Atmosphäre geforscht, und die NASA hat sogar Debatten zu diesem Thema veranstaltet. Mehrere potenzielle Methoden zur Veränderung des Marsklimas fallen zwar in die technologischen Fähigkeiten der Menschheit, aber derzeit sind die dafür erforderlichen wirtschaftlichen Ressourcen weit über das hinaus, was eine Regierung oder Gesellschaft bereit ist, sich ihr zu widmen. Die langen Zeiträume und die praktische Anwendbarkeit von Terraforming sind Gegenstand der Debatte. Andere unbeantwortete Fragen beziehen sich auf Ethik, Logistik, Wirtschaft, Politik und Methodik zur Veränderung der Umgebung einer außerirdischen Welt.

Geschichte der wissenschaftlichen Studie [ edit ]

Der bekannte Astronom Carl Sagan schlug die Planetentechnik der Venus in einem Artikel vor, der 1961 in der Zeitschrift Science Science veröffentlicht wurde. ^[2] Sagan stellte sich vor, die Atmosphäre der Venus mit Algen zu bepflanzen, die Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid in organische Verbindungen umwandeln würden. Wenn bei diesem Verfahren Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt wird, wird der Treibhauseffekt verringert, bis die Oberflächentemperatur auf "angenehme" Werte gefallen ist. Sagan vermutete, der resultierende Kohlenstoff würde durch die hohen Oberflächentemperaturen der Venus verbrannt und somit in Form von "Graphit oder einer nichtflüchtigen Form von Kohlenstoff" auf der Planetenoberfläche gebunden. ^[3] Später jedoch Entdeckungen über die Bedingungen auf Venus machte diesen Ansatz unmöglich. Ein Problem ist, dass die Venuswolken aus einer hochkonzentrierten Schwefelsäurelösung bestehen. Selbst wenn atmosphärische Algen in der feindlichen Umgebung der oberen Atmosphäre von Venus gedeihen könnten, ist ein noch unüberwindlicheres Problem, dass die Atmosphäre einfach viel zu dick ist - der hohe Atmosphärendruck würde zu einer "Atmosphäre aus nahezu reinem molekularem Sauerstoff" führen und die unseres Planeten verursachen Oberfläche mit dichtem, feinem Graphitpulver überziehen. ^[3] Diese flüchtige Kombination konnte über die Zeit nicht gehalten werden. Jeglicher Kohlenstoff, der in organischer Form fixiert wurde, würde durch Verbrennung wieder als Kohlendioxid freigesetzt, wodurch der Terraforming-Prozess "kurzgeschlossen" wurde. ^[3]

Sagan visualisierte außerdem, dass der Mars für das menschliche Leben bewohnbar wird. "Planetary Engineering on Mars" (1973), ein Artikel, der in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht wurde. ^[4] Drei Jahre später befasste sich die NASA offiziell mit dem Thema "Planetary Engineering" in einer Studie, verwendete jedoch den Begriff "planetare Ecosynthese". stattdessen. ^[5] Die Studie kam zu dem Schluss, dass es dem Mars möglich ist, das Leben zu unterstützen und zu einem bewohnbaren Planeten zu werden. Die erste Konferenzsitzung zum Terraforming, die dann als "Planetary Modeling" bezeichnet wurde, wurde im selben Jahr organisiert.

Im März 1979 organisierte der NASA-Ingenieur und Autor James Oberg das First Terraforming Colloquium, eine Sondertagung auf der Lunar and Planetary Science Conference in Houston. In seinem Buch New Earths (1981) ^[6] machte Oberg die auf dem Kolloquium diskutierten Terraforming-Konzepte für die breite Öffentlichkeit bekannt. Erst 1982 wurde das Wort terraforming im Titel eines Titels verwendet veröffentlichter Zeitschriftenartikel. Der Planetologe Christopher McKay schrieb "Terraforming Mars", eine Zeitung für die Zeitschrift der British Interplanetary Society . ^[7] Die Zeitung besprach die Aussichten einer sich selbst regulierenden Marsbiosphäre und McKays Verwendung des Wortes seitdem der bevorzugte Begriff werden. 1984 veröffentlichten James Lovelock und Michael Allaby The Greening of Mars . ^[8] Lovelocks Buch war eines der ersten, das eine neuartige Methode zur Erwärmung des Mars beschrieb, bei der der Atmosphäre Chlorfluorkohlenwasserstoffe (FCKW) zugesetzt wurden.

Durch Lovelocks Buch motiviert, arbeitete der Biophysiker Robert Haynes hinter den Kulissen ^{[ Zitat benötigte} um Terraforming zu fördern, und trug zum Neologismus bei Ecopoiesis Wortbildung aus dem Griechischen οἶκος oikos "house", ^[10] und ποίησις poiesis "production". ^[11] Ecopoiesis bezieht sich auf den Ursprung eines Ökosystems . Im Zusammenhang mit der Weltraumforschung beschreibt Haynes Ecopoiesis als "Herstellung eines nachhaltigen Ökosystems auf einem derzeit leblosen, sterilen Planeten". Fogg definiert Ökopoese als eine Art Planetentechnik und ist eine der ersten Stufen der Terraformation. Dieses primäre Stadium der Ökosystembildung beschränkt sich in der Regel auf die anfängliche Aussaat von mikrobiellem Leben. ^[12] Wenn die Bedingungen sich denen der Erde annähern, könnte das Pflanzenleben eingebracht werden, was die Sauerstoffproduktion beschleunigen und den Planeten theoretisch dazu befähigen wird das tierleben unterstützen.

Aspekte und Definitionen [ edit ]

Ab 1985 veröffentlichte Martyn J. Fogg mehrere Artikel zum Terraforming. Er war auch Redakteur für eine vollständige Ausgabe der Terraforming-Ausgabe für das Journal der British Interplanetary Society im Jahre 1992. In seinem Buch Terraforming: Engineering Planetary Environments (1995) schlug Fogg folgendes vor Definitionen für verschiedene Aspekte des Terraforming: ^[12]

• Planetary Engineering: Anwendung von Technologie zur Beeinflussung der globalen Eigenschaften eines Planeten.
• Geoengineering: Planetentechnik speziell für die Erde. Es enthält nur Makro-Engineering-Konzepte, die sich mit der Veränderung einiger globaler Parameter befassen, wie etwa dem Treibhauseffekt, der Zusammensetzung der Atmosphäre, der Sonneneinstrahlung oder dem Aufprallfluss.
• Terraforming: ein Prozess der Planetentechnik, der speziell auf die Steigerung der Kapazität eines Außerirdischen abzielt planetare Umwelt, um das Leben zu unterstützen, wie wir es kennen Die ultimative Errungenschaft beim Terraforming wäre die Schaffung eines offenen planetarischen Ökosystems, das alle Funktionen der Biosphäre der Erde nachahmt, die vollständig für den Menschen bewohnbar sind.

Fogg entwickelte auch Definitionen für Kandidatenplaneten mit unterschiedlichem Grad menschlicher Kompatibilität: ^[13]

• Bewohnbarer Planet (HP): Eine Welt mit einer Umgebung, die der Erde hinreichend ähnlich ist, um eine bequeme und freie menschliche Besiedlung zu ermöglichen.
• Biocompatible Planet (BP): Ein Planet mit den notwendigen physikalischen Parametern, damit das Leben auf seiner Oberfläche gedeihen kann . Wenn er anfangs leblos ist, könnte eine solche Welt eine Biosphäre von beträchtlicher Komplexität beherbergen, ohne dass Terraforming erforderlich ist.
• EASY Terraformable Planet (ETP): Ein Planet, der biokompatibel oder möglicherweise bewohnbar gemacht und durch bescheidene Planetentechnik erhalten werden kann Techniken und mit den begrenzten Ressourcen einer Sternenschiff- oder Robotervorläufermission.

Fogg weist darauf hin, dass der Mars in seiner Jugend ein biologisch kompatibler Planet war, der sich jedoch in keiner dieser drei Kategorien befindet, da er nur mit größerem Schwierigkeitsgrad terraformiert werden kann ^[14]

Bewohnbarkeitsanforderungen [ edit ]

Eine absolute Voraussetzung für das Leben ist eine Energiequelle, aber der Begriff der planetarischen Bewohnbarkeit impliziert, dass viele andere geophysikalische, geochemische und astrophysikalische Kriterien vorliegen müssen getroffen, bevor die Oberfläche eines astronomischen Körpers das Leben stützen kann. Von besonderem Interesse sind die Faktoren, die neben den einfacheren Organismen der Erde auch komplexe, vielzellige Tiere erhalten haben. Forschung und Theorie in dieser Hinsicht sind Bestandteil der Planetenwissenschaft und der aufstrebenden Disziplin der Astrobiologie.

In ihrer Astrobiologie-Roadmap hat die NASA die wichtigsten Bewohnbarkeitskriterien definiert als "erweiterte Regionen flüssigen Wassers, günstige Bedingungen für die Ansammlung komplexer organischer Moleküle und Energiequellen, um den Stoffwechsel aufrechtzuerhalten". ^[15]

Vorläufige Stufen edit ]

Sobald die Lebensbedingungen der eingeführten Arten besser geeignet sind, könnte der Import von mikrobiellem Leben beginnen. ^[12] Wenn sich die Bedingungen denen der Erde nähern, könnte auch das Pflanzenleben eingeführt werden würde die Produktion von Sauerstoff beschleunigen, was den Planeten theoretisch letztendlich in der Lage machen würde, das Tierleben zu unterstützen.

Zukünftige Ziele [ edit ]

Künstlerische Konzeption eines terraformierten Mars

Mars ]

In vielerlei Hinsicht Mars ist der erdähnlichste Planet im Sonnensystem. ^[16] Man nimmt an, dass der Mars zu Beginn seiner Geschichte eine erdähnlichere Umgebung hatte, mit einer dickeren Atmosphäre und reichem Wasser, das im Laufe von Hunderten von Millionen verloren ging ^[17]

Der genaue Mechanismus dieses Verlusts ist immer noch unklar, obwohl insbesondere drei Mechanismen als wahrscheinlich erscheinen: Erstens, wenn Oberflächenwasser vorhanden ist, Kohlendioxid ( CO [19659057] 2 ) reagiert mit Gesteinen zu Karbonaten, zieht dabei die Atmosphäre ab und bindet sie an die Planetenoberfläche. Auf der Erde wird diesem Prozess entgegengewirkt, wenn die Plattentektonik Vulkanausbrüche verursacht, die Kohlendioxid in die Atmosphäre zurückleiten. Auf dem Mars hat das Fehlen einer solchen tektonischen Aktivität dazu beigetragen, das Recycling von in Sedimenten eingeschlossenen Gasen zu verhindern. ^[18]

Zweitens hat das Fehlen einer Magnetosphäre um den Mars den Sonnenwind möglicherweise allmählich ermöglicht erodieren die Atmosphäre. ^[18] Konvektion im Kern des meist aus Eisen bestehenden Mars, ^[19] erzeugte ursprünglich ein Magnetfeld. Der Dynamo funktionierte jedoch längst nicht mehr, ^[20] und das Magnetfeld des Mars ist weitgehend verschwunden, wahrscheinlich aufgrund von "Kernwärmeverlust, Erstarrung des Kerns und / oder Änderungen des Mantelkonvektionssystems "^[21] Die Ergebnisse der NASA-Mission MAVEN zeigen, dass die Atmosphäre hauptsächlich durch koronare Massenausstoßereignisse entfernt wird, bei denen Ausbrüche von Protonen mit hoher Geschwindigkeit aus der Sonne die Atmosphäre beeinflussen. Der Mars behält immer noch eine begrenzte Magnetosphäre, die ungefähr 40% seiner Oberfläche bedeckt. Anstatt die Atmosphäre gleichmäßig vor Sonnenwind abzudecken und zu schützen, besteht das Magnetfeld jedoch aus einer Ansammlung kleinerer, schirmförmiger Felder, die hauptsächlich um die südliche Hemisphäre des Planeten gebündelt sind. ^[22] [19659005] Vor etwa 4,1 bis 3,8 Milliarden Jahren verursachten Asteroideneinschläge während des Late-Heavy-Bombardements erhebliche Änderungen in der Oberflächenumgebung von Objekten im Sonnensystem. Die geringe Schwerkraft des Mars lässt vermuten, dass diese Einflüsse einen großen Teil der Marsatmosphäre in den Weltraum geworfen haben könnten. ^[23]

Der Terraforming Mars hätte zwei große verflochtene Veränderungen zur Folge: Errichten der Atmosphäre und Erwärmen der Atmosphäre. 19659066] Eine dickere Atmosphäre aus Treibhausgasen wie Kohlendioxid würde die einfallende Sonnenstrahlung einfangen. Da sich durch die erhöhte Temperatur Treibhausgase in die Atmosphäre einfügen würden, würden sich die beiden Prozesse gegenseitig verstärken. ^[25] Kohlendioxid allein würde nicht ausreichen, um eine Temperatur oberhalb des Gefrierpunkts von Wasser zu halten, sodass eine Mischung aus speziellen Gewächshausmolekülen hergestellt werden könnte ^[26]

Künstlerische Konzeption einer terraformierten Venus

Venus [ edit

Die Terraforming-Venus erfordert zwei wesentliche Änderungen; Der größte Teil der dichten 9 MPa-Kohlendioxidatmosphäre des Planeten wird entfernt und die Oberflächentemperatur des Planeten von 450 ° C (723,15 K) wird reduziert. ^[27][28] Diese Ziele sind eng miteinander verbunden, da die extreme Temperatur der Venus auf den Treibhauseffekt zurückzuführen ist, der durch den Treibhauseffekt verursacht wird dichte Atmosphäre. Die Abscheidung des atmosphärischen Kohlenstoffs würde wahrscheinlich auch das Temperaturproblem lösen.

Künstlerische Vorstellung davon, wie der Mond aussehen könnte terraformed

The Moon [ edit ]

Obwohl die Schwerkraft auf dem Erdmond zu niedrig ist, um eine Atmosphäre für geologische Bereiche zu bieten Wenn die Atmosphäre gegeben wäre, würde sie die Atmosphäre für Zeitspannen aufrechterhalten, die im Vergleich zum menschlichen Leben lang sind. ^[29] Landis ^[29] und andere ^[30][31] haben daher vorgeschlagen, dass es möglich sein könnte, den Mond zu terraformieren Nicht alle stimmen mit diesem Vorschlag überein. ^[32] Landis schätzt, dass eine Atmosphäre von 1 PSI reinem Sauerstoff auf dem Mond etwa zweihundert Billionen Tonnen Sauerstoff erfordern würde, und schlägt vor, dass diese durch Reduktion des Sauerstoffs aus einer Menge von erzeugt werden könnte Mondgestein entspricht einem Kubus etwa fünfzig Kilometer an einer Kante. Alternativ schlägt er vor, dass der Wassergehalt von "fünfzig bis einhundert Kometen" von der Größe des Halleyschen Kometen die Aufgabe erfüllen würde, "vorausgesetzt, das Wasser spritzt nicht weg, wenn die Kometen den Mond treffen." ^[29] Ebenso Benford berechnet, dass für die Terraformierung des Mondes "etwa 100 Kometen von der Größe von Halley's" erforderlich wären. ^[30]

Andere Körper im Sonnensystem [ edit ]

Weitere mögliche Kandidaten für das Terraforming (möglicherweise nur teilweise) oder Paraterraforming) umfassen Titan, Callisto, Ganymede, Europa und sogar Merkur, Saturns Mond Enceladus und den Zwergplaneten Ceres.

Weitere Möglichkeiten [ edit ]

Biological Terraforming [ [19]

Viele Vorschläge für die Planetentechnik beinhalten den Einsatz von gentechnisch veränderten Bakterien. ^{[33] [34]}

Da die synthetische Biologie in den kommenden Jahrzehnten heranreift, kann es möglich werden, Designerorganismen von Grund auf zu bauen, um gewünschte Produkte effizient herzustellen. ^[35] Lisa Nip, Ph.D. Kandidat bei der Molecular Machines-Gruppe des MIT Media Lab sagte, durch die synthetische Biologie könnten Wissenschaftler Menschen, Pflanzen und Bakterien gentechnisch so gestalten, dass sie erdähnliche Bedingungen auf einem anderen Planeten schaffen. ^{[36] [41]}

Gary King, ein Mikrobiologe an der Louisiana State University, der die extremsten Organismen der Erde untersucht, stellt fest, dass "die synthetische Biologie uns ein bemerkenswertes Werkzeug zur Verfügung gestellt hat, mit dem neue Arten von Organismen hergestellt werden können, die speziell für die von uns gewünschten Systeme geeignet sind Um zu planen und die Perspektiven für das Terraforming zu skizzieren und zu sagen, wollen wir unsere ausgewählten Mikroben untersuchen, die Gene finden, die für die Überlebens- und Terraforming-Eigenschaften kodieren, die wir wollen (wie Bestrahlungs- und Trockenresistenz), und dann dieses Wissen nutzen speziell von Mars entwickelte Mikroben gentechnisch zu entwickeln ". Er sieht den größten Engpass des Projekts in der Fähigkeit, die richtigen Mikroben genetisch zu verändern und anzupassen, und schätzt, dass diese Hürde "ein Jahrzehnt oder mehr" braucht, um gelöst zu werden. Er weist auch darauf hin, dass es am besten wäre, "keine einzige Art von Mikroben zu entwickeln, sondern eine Reihe von mehreren, die zusammenarbeiten". ^[38]

DARPA forscht mit photosynthetisierenden Pflanzen, Bakterien und Algen direkt auf der Marsoberfläche aufgewachsen, die die Atmosphäre erwärmen und verdicken könnte. Im Jahr 2015 haben die Agentur und einige ihrer Forschungspartner eine Software namens DTA GView entwickelt - eine "Google Maps of Genome", mit der Genome mehrerer Organismen in das Programm aufgenommen werden können, um sofort eine Liste der bekannten Gene und deren Standorte anzuzeigen befinden sich im Genom. Laut Alicia Jackson, stellvertretender Direktor des DARPA-Büros für biologische Technologien, haben sie damit ein "technologisches Instrumentarium entwickelt, um nicht nur feindliche Orte hier auf der Erde zu verändern, sondern um nicht nur in den Weltraum zu reisen, sondern auch um zu bleiben". ^{[39][40][41][42]}

Paraterraforming [ edit ]

Auch als "Worldhouse" -Konzept bekannt, beinhaltet Paraterraforming den Bau eines bewohnbaren Geheges auf einem Planeten, das den größten Teil der nutzbaren Fläche des Planeten umfasst. ^[43] Das Gehege wäre bestehen aus einem transparenten Dach, das einen oder mehrere Kilometer über der Oberfläche gehalten wird, mit einer atmungsaktiven Atmosphäre beaufschlagt wird und regelmäßig mit Zugtürmen und Kabeln verankert wird Das Worldhouse-Konzept ähnelt dem Konzept eines gewölbten Lebensraums, das jedoch den gesamten Planeten (oder den größten Teil des Planeten) umfasst.

Anpassung von Menschen [ edit ]

Es wurde auch vorgeschlagen, dass der Mensch anstelle von oder zusätzlich zur Terraforming einer feindlichen Umgebung Menschen durch Gentechnik, Biotechnologie, an diese Orte anpassen könnte und kybernetische Verbesserungen. ^{[44][45][46][47][48]}

Ethische Fragen [ edit ]

Es gibt eine philosophische Debatte innerhalb der Biologie und Ökologie, ob Terraforming anderer Welten ein ethisches Unterfangen ist. Aus der Sicht einer kosmozentrischen Ethik geht es darum, die Notwendigkeit der Erhaltung des menschlichen Lebens gegen den inneren Wert existierender planetarischer Ökologien abzuwägen. [19459109[49]

Auf der Terraforming-Seite der Argumente, es gibt diejenigen wie Robert Zubrin, Martyn J. Fogg, Richard LS Taylor und den verstorbenen Carl Sagan, die es als moralische Verpflichtung der Menschheit ansehen, andere Welten für das Leben geeignet zu machen, als eine Fortsetzung der Lebensgeschichte, die die Umwelt verändert it on Earth. ^[50][51] Sie weisen auch darauf hin, dass die Erde letztendlich zerstört würde, wenn die Natur ihren Lauf nimmt, so dass sich die Menschheit einer langfristigen Wahl zwischen Terraforming anderer Welten oder dem Aussterben des gesamten irdischen Lebens stellen muss. Terraforming total unfruchtbarer Planeten sei nicht moralisch falsch, da sie kein anderes Leben beeinträchtige.

Das gegenteilige Argument besagt, dass Terraforming eine unethische Einmischung in die Natur darstellen würde und dass angesichts der früheren Behandlung der Erde durch die Menschheit andere Planeten möglicherweise besser ohne menschliche Einmischung sein könnten. Wieder andere schlagen einen Mittelweg ein, wie beispielsweise Christopher McKay, der behauptet, Terraforming sei nur dann ethisch einwandfrei, wenn wir uns völlig sicher sind, dass ein außerirdischer Planet kein eigenes Leben hat. Wenn dies jedoch der Fall ist, sollten wir nicht versuchen, es für unseren eigenen Gebrauch umzugestalten, sondern wir sollten seine Umgebung so gestalten, dass das außerirdische Leben künstlich gefördert wird und es ihm ermöglicht, zu gedeihen und sich gemeinsam mit Menschen zu entwickeln. ^[52] Selbst dies wäre eine Art Terraforming für die strengsten Ökozentristen, die sagen würden, dass alles Leben in seiner heimischen Biosphäre das Recht hat, sich ohne Beeinflussung von außen zu entwickeln.

Wirtschaftliche Fragen [ edit ]

Die Anschaffungskosten solcher Projekte wie planetares Terraforming wären gewaltig und die Infrastruktur eines solchen Unternehmens müsste von Grund auf neu aufgebaut werden. Eine solche Technologie ist derzeit noch nicht entwickelt, geschweige denn finanziell machbar. John Hickman hat darauf hingewiesen, dass fast keine der derzeitigen Terraforming-Strategien ökonomische Strategien beinhaltet, und die meisten ihrer Modelle und Erwartungen scheinen äußerst optimistisch zu sein. ^[53]

Politische Fragen [

Stolz, Rivalitäten zwischen Nationen und die Politik der Öffentlichkeitsarbeit waren in der Vergangenheit die Hauptmotive für die Gestaltung von Weltraumprojekten. ^[54][55] Man kann davon ausgehen, dass diese Faktoren auch bei planetaren Terraforming-Bemühungen eine Rolle spielen würden.

In der populären Kultur [ edit ]

Terraforming ist ein weit verbreitetes Konzept in der Science-Fiction-Welt, das vom Fernsehen über Filme und Romane bis hin zu Videospielen reicht.

Siehe auch [ edit ]

Referenzen [ edit ]

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