Na czym polega nowa klasyfikacja marsjańskiego podłoża?
Zespół kierowany przez Daniela Irvinga z University of Sydney stworzył system porządkujący wiedzę o glebach Marsa, a także opracował mapę ich globalnego rozmieszczenia. Dzięki temu można zestawiać ze sobą różne rodzaje podłoża i wskazywać obszary, które warto dokładniej zbadać przed realizacją przyszłych misji. Badacze zaproponowali również nazwę „areths” dla poszczególnych klas marsjańskich gleb. Określenie to nawiązuje do Aresa, greckiego imienia boga wojny, utożsamianego z rzymskim Marsem. Wyniki badania opublikowano na łamach czasopisma CATENA.
Na podstawie obserwacji z orbity oraz modeli naukowcy przeanalizowali niemal 800 milionów lokalizacji na Czerwonej Planecie. W ten sposób wyodrębnili 2 tys. klas gleb i przygotowali mapę prezentującą ich zasięg. Dotychczasowe badania obejmowały między innymi geologię, mineralogię i skład chemiczny Marsa. Nowe opracowanie zestawia natomiast różne cechy podłoża w jednym systemie, co ułatwia rozróżnianie jego typów i określanie ich rozmieszczenia.
Poznanie właściwości marsjańskich gleb może mieć znaczenie również dla planowania przyszłych szklarni. Jak wskazują badacze, stworzenie warunków do uprawy roślin będzie wymagało nie tylko dostarczenia wody, powietrza i światła, lecz także ustalenia, jakie cechy powinno mieć podłoże wykorzystywane w takich obiektach.
System Provisional Polythetic Areth Classification System (PPACS) obejmuje trzy poziomy szczegółowości. Na najwyższym znajdują się 10 głównych grup określanych jako „realms”, poniżej sklasyfikowano 100 zespołów („assemblages”), a najbardziej szczegółowy poziom tworzy 2000 form („forms”). Przy podziale uwzględniono między innymi uziarnienie, skład mineralny, pH oraz miąższość profilu glebowego. Przygotowana mapa przedstawia typy podłoża na 92 proc. powierzchni Marsa.
Która klasa gleby uzyskała najwyższą ocenę pod kątem uprawy roślin?
Choć marsjańskie szklarnie pozostają rozwiązaniem planowanym na przyszłość, opracowany system może pomóc w wytypowaniu rodzajów podłoża, które warto sprawdzić pod kątem wykorzystania w kontrolowanych warunkach uprawy.
W celu przetestowania klasyfikacji naukowcy ocenili wszystkie 2 tys. wyróżnionych klas pod względem cech istotnych dla wzrostu roślin. Analiza obejmowała między innymi zdolność zatrzymywania wody, pH, miąższość profilu glebowego oraz udział gliny i żwiru. Najwyższą ocenę otrzymała klasa Nohibareth, która zdobyła 0,93 punktu w skali od zera do jednego.
Model wskazuje, że typowy profil Nohibareth ma odczyn o pH 6,8 i zawiera 72 proc. gliny. Występuje w nim również niewielka ilość piasku i żwiru, a szacowana zdolność zatrzymywania wody wynosi 202 milimetry na metr. Podłoże tej klasy zidentyfikowano przede wszystkim na średnich szerokościach geograficznych Marsa, między innymi w rejonie Tharsis, w środkowej części Arabia Terra oraz na równinie Elysium Planitia. Łącznie zajmuje ono 0,14 proc. powierzchni planety.
Wskazane lokalizacje mogą zostać poddane kolejnym analizom, jednak nie wyznaczono ich jeszcze jako terenów przeznaczonych pod szklarnie. Wyniki oceny pokazały ponadto, że zdolność zatrzymywania wody ograniczała przydatność 73 proc. analizowanych form glebowych. Wstępne obliczenia wykazały również, że niektóre klasy uzyskały mniej niż 0,3 punktu w skali od zera do jednego, co oznacza mniej korzystne właściwości z perspektywy uprawy roślin.
Naukowcy zaznaczają, że wysoka ocena nie jest równoznaczna z możliwością bezpośredniego sadzenia roślin w marsjańskim gruncie. Wynik wskazuje jedynie na potencjalną przydatność określonej klasy podłoża, którą trzeba jeszcze zweryfikować.
Jakie dane są potrzebne, aby ocenić przydatność gleb Marsa?
Prowadzenie upraw w przyszłych marsjańskich bazach będzie wymagało stworzenia odpowiedniego środowiska, zapewnienia wody i składników odżywczych oraz usunięcia z podłoża substancji, które mogłyby zaszkodzić roślinom.
Kolejnym etapem badań mogłyby być doświadczenia przeprowadzane na Ziemi. Naukowcy mogliby przygotować mieszanki odtwarzające właściwości poszczególnych klas marsjańskich gleb, a następnie obserwować wzrost roślin w kontrolowanych warunkach, przy zapewnieniu odpowiedniej ilości wody i składników odżywczych.
Takie testy umożliwiłyby zestawienie tempa rozwoju roślin, ich zapotrzebowania na wodę oraz zakresu działań koniecznych do uzyskania bezpiecznego podłoża. W dalszej perspektywie dane zebrane przez łaziki oraz wyniki analiz próbek marsjańskich mogłyby posłużyć do sprawdzenia, czy typy gleb uznane za obiecujące rzeczywiście znajdują się w lokalizacjach wskazanych przez modele.
Opracowanie ma jednak swoje ograniczenia. Mapa nie przedstawia między innymi toksyczności nadchloranów, dostępności azotu ani tego, jak właściwości gleby zmieniają się wraz z głębokością. Niektóre parametry określono na podstawie obserwacji orbitalnych oraz zależności stwierdzonych w glebach ziemskich. Z tego względu system klasyfikacji będzie wymagał uzupełniania i aktualizacji wraz z pozyskiwaniem dokładniejszych danych z bezpośrednich pomiarów na Marsie.
Mariusz Drzewiecki
