Naukowcy opracowali pierwszą mapę marsjańskich gleb

Naukowcy opracowali pierwszy kompleksowy system klasyfikacji podłoża Czerwonej Planety oraz mapę przedstawiającą jego rozmieszczenie. Marsjańskie gleby podzielono na 2 tys. klas, co może pomóc wskazać obszary warte zbadania pod kątem przyszłych misji, budowy baz i uprawy roślin.

Jak naukowcy sklasyfikowali gleby na Marsie?

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem Daniela Irvinga z University of Sydney opracowali pierwszy kompleksowy system klasyfikacji marsjańskich gleb oraz mapę przedstawiającą ich rozmieszczenie. Może to pomóc porównywać różne obszary Czerwonej Planety i wskazywać miejsca warte zbadania pod kątem przyszłych misji, budowy baz oraz uprawy roślin. Eksperci zaproponowali nowy termin określający klasy marsjańskich gleb – „areths”. Nazwa pochodzi od Aresa, greckiego imienia boga wojny Marsa. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie CATENA.

Wykorzystując obserwacje orbitalne i modele, naukowcy sklasyfikowali niemal 800 milionów lokalizacji na Marsie, wyróżniając 2 tys. klas gleb. Opracowali również globalną mapę pokazującą ich rozmieszczenie. Naukowcy wcześniej badali geologię, mineralogię i skład chemiczny Czerwonej Planety, natomiast nowa klasyfikacja łączy różne właściwości gleb, ułatwiając porównywanie ich rodzajów i ustalanie, gdzie występują.

Badacze wskazują, że budowa przyszłej szklarni na Marsie będzie wymagała nie tylko zapewnienia powietrza, wody i światła. Konieczne będzie również poznanie właściwości podłoża, aby określić, które warunki mogą sprzyjać uprawie roślin.

Provisional Polythetic Areth Classification System (PPACS) dzieli marsjańskie gleby na 10 głównych grup („realms”), 100 zespołów („assemblages”) i 2000 szczegółowych form („forms”). Klasyfikacja uwzględnia takie właściwości jak uziarnienie gleby, skład mineralny, odczyn pH oraz miąższość profilu glebowego. Opracowana mapa obejmuje 92 proc. powierzchni Marsa i przedstawia rozmieszczenie poszczególnych typów gleb.

Które podłoże może najlepiej sprawdzić się w marsjańskich szklarniach?

Jak wskazują naukowcy, choć budowa szklarni na Marsie pozostaje perspektywą przyszłości, nowe badanie stanowi punkt wyjścia do ustalenia, które rodzaje podłoża Czerwonej Planety mogą najlepiej nadawać się do uprawy roślin w kontrolowanych warunkach.

Aby sprawdzić przydatność opracowanego systemu, badacze ocenili wszystkie 2 tys. klas gleb pod kątem właściwości istotnych dla uprawy roślin. Uwzględnili między innymi zdolność zatrzymywania wody, odczyn pH, miąższość profilu glebowego oraz zawartość gliny i żwiru. Najlepszy wynik uzyskała klasa o nazwie Nohibareth, która otrzymała 0,93 punktu w skali od zera do jednego.

Według modelu przeciętny profil Nohibareth ma pH wynoszące 6,8 i zawiera 72 proc. gliny. Charakteryzuje się również niewielką zawartością piasku i żwiru, a jego szacowana zdolność zatrzymywania wody wynosi 202 milimetry na metr. Gleby tej klasy występują przede wszystkim na średnich szerokościach geograficznych Marsa, między innymi w okolicach regionu Tharsis, w centralnej części Arabia Terra oraz na równinie Elysium Planitia. Zajmują 0,14 proc. powierzchni planety.

Obszary te mogą być przedmiotem dalszych badań, ale nie zostały jeszcze wybrane jako miejsca pod budowę szklarni. W przeprowadzonej ocenie zdolność zatrzymywania wody była czynnikiem ograniczającym w przypadku 73 proc. analizowanych form gleby. Wstępna ocena wykazała, że część wyróżnionych klas uzyskała mniej niż 0,3 punktu w skali od zera do jednego. Ich właściwości okazały się mniej korzystne z punktu widzenia wzrostu roślin. Naukowcy podkreślają jednak, że nawet najwyższy wynik nie oznacza, iż marsjańska gleba nadaje się do bezpośredniej uprawy.

Co trzeba jeszcze zbadać przed uprawą roślin na Czerwonej Planecie?

W przyszłych bazach na Marsie uprawa roślin będzie wymagała zapewnienia odpowiednich warunków, dostępu do wody i składników odżywczych, a także oczyszczenia podłoża z potencjalnie szkodliwych substancji.

Dalsze prace wymagałyby przeprowadzenia eksperymentów na Ziemi. Naukowcy mogliby przygotować mieszanki podłoża o właściwościach zbliżonych do poszczególnych typów marsjańskich gleb, a następnie sprawdzić, jak rośliny rosną w nich w kontrolowanych warunkach, przy odpowiednim dostępie do wody i składników odżywczych.

Eksperymenty pozwoliłyby porównać tempo wzrostu roślin, ilość zużywanej przez nie wody oraz zakres zabiegów niezbędnych do przygotowania bezpiecznego podłoża. W przyszłości pomiary wykonane przez łaziki i analiza próbek pobranych na Marsie mogłyby pomóc sprawdzić, czy obiecujące typy gleb rzeczywiście występują w miejscach wskazanych przez modele.

Obecna mapa nie uwzględnia między innymi toksyczności nadchloranów, dostępności azotu ani zmian właściwości gleby na różnych głębokościach. Część parametrów oszacowano na podstawie obserwacji orbitalnych i zależności zaobserwowanych w glebach ziemskich. Dlatego klasyfikacja będzie wymagała aktualizacji w miarę gromadzenia dokładniejszych danych z bezpośrednich pomiarów na Czerwonej Planecie.

Emil Gołoś