بلغ عدد سكان العالم 8 مليارات نسمة، وتقول الأمم المتحدة إن العدد سيبلغ 11 مليار نسمة في حوالي عام 2100. ويتصادم النمو السكاني لدينا مع العالم الطبيعي على نطاق أوسع من أي وقت مضى، إذ نفقد ما بين 200 و2000 نوع كل عام، وفقا للاتحاد العالمي للحياة البرية.
يقول بول سميث، وهو مهندس مدني في كلية الهندسة بجامعة بريستول بالمملكة المتحدة، إن إحدى الطرق لتخفيف الضرر الناجم عن الصدام بين البشرية وبين الطبيعة هي خلق المزيد من الموائل، ويمكننا القيام بذلك عن طريق بناء محميات النظام على المريخ.
محميات المريخ
ويشرح سميث، في مقال نشر في الأول من ديسمبر (كانون الأول) بـ«المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي»، كيف يمكننا بناء محمية طبيعية على المريخ تعمل كمحمية طبيعية خارج كوكب الأرض.
وفي ظاهر الأمر، تبدو الفكرة سخيفة أو غير معقولة، لكن سميث يتبنى وجهة نظر، أن البشر سيستمرون في الضغط على الأرض، مما يدفعهم باتجاه المريخ، ويرى أن هناك بعض العوامل المساعدة، في مقابل مشكلات تشكل عراقيل، لكن لها حلول، ومشكلات أخرى تثير أسئلة بلا إجابات إلا الآن.
أول العوامل المساعدة، أن طول النهار على كوكب المريخ مشابه لطول الأرض، لذا فإن هذا العامل، في رأيه، مشجع للغاية.
وإذا كان المريخ أكثر برودة بكثير، فإنه توجد بالفعل أنظمة لإدارة درجة الحرارة دون الكثير من التعقيد، وبالنسبة لسطح المريخ الجاف، فإنه توجد كميات وفيرة من المياه المجمدة تحت الأرض، لذا فإن مشكلة إمدادات المياه ليست مستعصية على الحل.
وتختلف تركيبات الغلاف الجوي لكوكب المريخ والأرض اختلافا كبيرا، لكن هذه واحدة من أسهل المشاكل التي يمكن معالجتها، إذ يرى سميث، أنه يمكن تصميم البيئة المغلقة، بحيث يكون لها أي جو مرغوب فيه، ويمكن للحياة النباتية نفسها أن تنظم البيئة إلى حد ما، ويعتبر كل من درجة الحرارة والضغط من أسهل العوامل في التنظيم.
هذه هي الأساسيات، التي تنطوي كل مشكلة فيها على حل طرحه سميث، لكن تنشأ قضايا أكثر إرباكاً عند إجراء تحليل أكثر تفصيلاً، ومنها بيئة الإشعاع المريخي، وهي المكان الذي يمكن أن تبدأ فيه الأمور بالتعقيد، فمن دون طبقة أوزون مثل طبقة الأرض، يتعرض سطح المريخ لمستويات خطيرة من الأشعة فوق البنفسجية المؤينة.
يقول سميث إن «تدفق الأشعة فوق البنفسجية على سطح المريخ القاسي يؤدي إلى التعقيم بسبب الغلاف الجوي الرقيق ونقص الأوزون المهم، وبعض الأشعة فوق البنفسجية مرغوب فيها وهي جزء من التمثيل الغذائي لبعض الكائنات، ويحتاج البشر إلى بعض الأشعة فوق البنفسجية لتحفيز إنتاج فيتامين دي، لكن أشكال الحياة على الأرض لا تتكيف مع زيادة الأشعة فوق البنفسجية وستحتاج إلى حماية كافية».
ويوضح سميث «لحسن الحظ، يمكن أن تستبعد تركيبات الزجاج والبلاستيك الأطوال الموجية الضارة من الأشعة فوق البنفسجية».
ومن الأشعة فوق البنفسجية، إلى المجالات المغناطيسية، وهي تحد كبير، فنحن نعلم أن المجال المغناطيسي يحمي الأرض من الأشعة الكونية، وأنه يمنع الرياح الشمسية من تجريد طبقة الأوزون بعيدا، لكن ليس لدينا فهم كامل للطرق التي تلعب بها المجالات المغناطيسية للأرض دورا في الحياة.
وتستخدم بعض المخلوقات الاستقبال المغناطيسي للهجرة والتحرك، ويسمي البعض الاستقبال المغناطيسي «اللغز الأعظم في بيولوجيا الحيوان»، وهذا اللغز يحتاج إلى فهم أفضل، فهل يمكننا هندسة مجال مغناطيسي صناعي في المريخ؟
تتغير حياة الأرض مع تغير الفصول أيضا، ويختلف التباين الموسمي للمريخ كثيرا عن التباين الموسمي على كوكب الأرض، لذلك يجب تصميم الفصول. يقول سميث: «يحدد الوقت الزمني مراحل النمو الحرجة، وعلم وظائف الأعضاء الفردية والعلاقات بين الأنواع».
وهناك اختلاف آخر بين المريخ والأرض يمكن تجاهله وهو الدورات القمرية، فقمر الأرض ضخم وله تأثير قوي، بينما قمرا المريخ، ليس لهما أي تأثير تقريباً على المريخ.
وحتى لو كان المريخ مليئاً بالحياة ولديه محيطات، فإن هذين القمرين الصغيرين لا يستطيعان توليد المد والجزر، وفي الواقع قد تكون هناك مناطق على سطح المريخ لا يمكن رؤية الأقمار فيها.
ويتلقى المريخ 43 في المائة فقط من ضوء الشمس الذي تستقبله الأرض، وتظهر الأبحاث أن هذا يكفي لعملية التمثيل الضوئي، لكن معدلات نمو النبات على كوكب المريخ لن تتطابق مع معدلات نمو الأرض دون زيادة صناعية، وهذه عقبة أخرى يمكن التغلب عليها بالهندسة والتكنولوجيا، لكنها تجعل إنشاء محمية خارج الأرض أكثر تعقيدا.
ستحتاج المحمية إلى التربة، وربما يوجد نيتروجين وافر في تربة المريخ لنمو النباتات، لكن النباتات تحتاج أيضا إلى 16 عنصراً من المغذيات الدقيقة الأخرى. ولا تحتوي تربة الأرض فقط على جميع العناصر الغذائية التي تحتاجها النباتات، لكنها مليئة أيضا بالميكروبات والمخلوقات مثل ديدان الأرض، وهذه المخلوقات هي جزء من النظام الحي في تربة الأرض، فهل سيحتاج النظام بأكمله إلى إعادة إنشاء؟
تربة ومياه المريخ
ويحتوي الثرى المريخي أيضا على مستويات من السموم أعلى من تربة الأرض، وهناك مستويات أعلى من البيركلورات على المريخ، مما يجعل الثرى ساما لأشكال الحياة، ويوجد أيضا المزيد من أكاسيد الحديد في الثرى المريخي، وعندما يقترن بمستويات متزايدة من البيركلورات وبيروكسيد الهيدروجين، فإنه مزيج شديد السمية، فهل يمكن للمعالجة أن تتعامل مع ذلك؟
ربما، سيكون بناء التربة من نقطة الصفر لبنة أساسية في إنشاء المحمية، وسيكون من أكثر المهام تعقيدا. ويجب أيضا حساب الجاذبية المنخفضة للمريخ، إذ تبلغ جاذبية المريخ 38 في المائة فقط من جاذبية الأرض، وتعد الجاذبية أحد العوامل التي تعدل نمو النبات، فهل يمكن لشجرة دائمة الخضرة أن تنمو في جاذبية المريخ المنخفضة؟
وخلص سميث للقول: «هذه أسئلة معقدة من دون إجابات بسيطة، ولكن ربما تسعى الدراسات والمهات الفضائية إلى تقديم الإجابة عن بعض هذه الأسئلة».
وكان محمد يوسف، أستاذ جيولوجيا المياه بمركز بحوث الصحراء بمصر، قدم إجابة عن أحد الأسئلة المتعلقة بالمياه، في بحثين نشرهما العام الماضي. يقول يوسف لـ«الشرق الأوسط»: «في البحث الأول المنشور بدورية (علوم الفضاء) الدولية في أبريل (نيسان) من العام الماضي، درست بعض الأشكال التي تتكون على سطح الأرض بفعل المياه، من أودية ودلتا ورواسب نهرية، بما يشير إلى احتوائها على خزانات للمياه الجوفية، ووجدت في المقابل أن منطقة (دلتا جيزارو) بكوكب المريخ تحتوي على نفس الأشكال، وفق صور الأقمار الصناعية».
ويضيف «الدراسة الثانية المنشورة في مايو (أيار) بدورية (سمارت ووتر)، تتعلق بتحديد أنسب وسيلة لاستخراج المياه من منطقة (دلتا جيزارو)، ومن خلال دراسات على شبيهتها الأرضية، وجدت أن تقنية (الحفر بالبلازما) هي الأنسب».
ويوضح أن «هذه الطريقة تستخدم للحفر في أعماق المحيطات، وتعتمد على تعريض الصخور في الأعماق لطاقة عالية لتفتيتها، وتكون هناك مضخات هواء تنقل الحطام إلى السطح». ولا تبدو طريقة الحفر التقليدية، عبر استخدام «بريمة الحفر» مناسبة للمريخ، لأسباب تتعلق بالتكلفة وصعوبة تنفيذها في معدلات الجاذبية الخاصة بالمريخ، كما يؤكد يوسف.
ويظل ما توصل له يوسف في إطار الاجتهادات التي ستتأكد من خلال البيانات التي تجمعها المهام الفضائية الحالية إلى كوكب المريخ، فهل تحمل تلك المهام تأكيدا لما توصل له يوسف، وإجابات عن الأسئلة التي طرحها سميث؟
