Ahora somos 8 mil millones. La ONU dice que cuando la población alcance su punto máximo alrededor del año 2100, habrá 11 mil millones de almas humanas. El crecimiento de nuestra población está chocando con el mundo natural en una escala mayor que nunca, y estamos perdiendo entre 200 y 2000 especies cada año, según la Federación Mundial de Vida Silvestre.
Un ingeniero del Reino Unido dice que una forma de mitigar el daño del choque entre la humanidad y la naturaleza es crear más hábitat. Podríamos hacer eso construyendo reservas de ecosistemas terrestres en Marte.
Paul L. Smith es Ingeniero Civil en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Bristol, Reino Unido. en un artículo en el International Journal of Astrobiologyexplica cómo podríamos construir una reserva natural en Marte que actuaría como una reserva natural extraterrestre (ETNR). La ETNR actuaría como un «refugio psicológico y jardín botánico», según Smith.
A primera vista, la idea puede parecer absurda o absurda. Pero Smith es ingeniero y ha pensado en esto. No está diciendo que un ETNR en Marte sea inminente. Tiene una visión a largo plazo: que los humanos seguirán ejerciendo presión sobre la Tierra y que colonizaremos Marte. Él dice que los ETNR deberían ser parte de cualquier esfuerzo de colonización. Smith no es el primero en pensar en esta idea. Se apoya en muchas investigaciones previas de otros.
Antes de que pueda evaluar qué tan sabio podría ser esto, debe evaluar qué tan posible podría ser. ¿Quién mejor que un ingeniero para indagar en esa pregunta?
La duración del día marciano es similar a la de la Tierra, por lo que esa pieza fundamental es suficiente para comenzar. Marte es mucho más frío, pero ya existen sistemas para mantener una reserva esférica cerrada, por lo que la temperatura se puede manejar sin demasiada complejidad. La superficie marciana está seca, pero existe abundante agua congelada bajo tierra, por lo que el problema del suministro de agua no es insuperable.
Las composiciones atmosféricas de Marte y la Tierra son muy diferentes, pero ese es uno de los problemas más fáciles de abordar. Se puede diseñar un entorno cerrado para que tenga la atmósfera deseada. La vida vegetal en sí misma puede regular el medio ambiente hasta cierto punto. La temperatura y la presión son dos de los factores más fáciles de regular.
Estos son los conceptos básicos, pero surgen problemas mucho más confusos cuando se realiza un análisis más detallado. Y el análisis de Smith es detallado.
El entorno de radiación marciana es donde las cosas pueden comenzar a complicarse. Sin una capa de ozono como la de la Tierra, la superficie marciana está expuesta a niveles peligrosos de radiación ultravioleta ionizante. “El flujo ultravioleta de la dura superficie de Marte se está esterilizando debido a la delgada atmósfera y la falta de una cantidad significativa de ozono”, escribe Smith. Algo de radiación ultravioleta es deseable y es parte del metabolismo de algunas criaturas. Los humanos necesitan algo de UV para estimular la producción de vitamina D. Pero las formas de vida terrestres no están adaptadas al aumento de UV y necesitarían una protección adecuada.
«Afortunadamente, las combinaciones de vidrio/plástico pueden excluir longitudes de onda dañinas mientras transmiten luz visible y UV beneficiosa», explica Smith, «por lo que se puede controlar el flujo en los CTTE (Ecosistema de tipo terrestre contenido)».
Los campos magnéticos son una cuestión más abierta. Sabemos que el campo magnético protege a la Tierra de los rayos cósmicos y que evita que el viento solar destruya la capa de ozono. Pero no tenemos una comprensión completa de las formas en que los campos magnéticos de la Tierra juegan un papel en la vida. Algunas criaturas usan la magnetorrecepción para migrar y moverse. Algunos llaman a la magnetorrecepción el “el mayor misterio de la biología animal,” y ese rompecabezas necesita ser entendido mejor. ¿Podríamos diseñar un campo magnético artificial en un CTTE?
La vida en la Tierra también cambia a medida que cambian las estaciones. La composición del bioma cambia, y eso tendría que gestionarse. La variabilidad estacional de Marte es muy diferente a la de la Tierra, por lo que habría que diseñar las estaciones. “La temporalidad determina las etapas críticas de desarrollo, las fisiologías individuales y las relaciones interespecíficas, mientras que el momento de los eventos abióticos influye en los flujos globales de nutrientes”, explica Smith.
“El fotoperíodo y el enfriamiento invernal están involucrados en la fenología de las plantas templadas”. La fenología incluye cosas como la formación de yemas, la brotación y la floración en las plantas. También incluye comportamientos animales más complejos como la migración, la reproducción y la puesta de huevos. Esos comportamientos están íntimamente sincronizados en la naturaleza, entre individuos y entre diferentes especies. Reproducir eso será un gran desafío.
Obviamente, los humanos no se reproducen según las estaciones, pero no estamos aislados de las estaciones, especialmente en las regiones templadas. “Las estaciones también imbuyen características críticas para la restauración psicológica, por ejemplo, color otoñal, silencio invernal, flores primaverales y frondosidad estival”, escribe Smith, y no se equivoca.
Otra diferencia entre Marte y la Tierra que podría pasarse por alto son los ciclos lunares. La luna de la Tierra es masiva y tiene una poderosa influencia. Tiny Phobos y Deimos, el par de lunas con forma de patata de Marte, casi no tienen efecto en Marte. Incluso si Marte estuviera lleno de vida y tuviera océanos, esas dos pequeñas rocas no podrían generar mareas. De hecho, puede haber regiones en la superficie de Marte donde el las lunas ni siquiera son visibles.
Smith describe la luna de la Tierra como un zeitgeber, “un fenómeno natural que ocurre rítmicamente y que actúa como una señal en la regulación de los ritmos circadianos del cuerpo”, según la definición del diccionario. La duración del día marciano es similar a la de la Tierra, por lo que los ritmos diurnos pueden no ser un problema.
Marte recibe solo el 43% de la luz solar que recibe la Tierra. La investigación muestra que es suficiente para la fotosíntesis, pero las tasas de crecimiento de las plantas en Marte no coincidirán con las de la Tierra sin un aumento artificial. Este es otro obstáculo que puede ser superado por la ingeniería y la tecnología, pero hace que un ETNR sea más complejo.
Smith habla de colocar reservas naturales en tubos de lava subterráneos, lo que proporcionaría protección UV y otros beneficios. En esos casos, se requeriría un aumento de luz artificial.
Un ETNR necesitaría suelo. Marte tiene una corteza basáltica que contiene muchos nutrientes necesarios para las plantas terrestres. “Los suelos derivados del basalto con ceniza volcánica son buenos suelos agrícolas”, escribe Smith al referirse a otras investigaciones. “El basalto triturado puede aumentar el pH del suelo, mientras que su disolución libera nutrientes beneficiosos, incluido el fósforo”. El fósforo es uno de los tres nutrientes principales que las plantas necesitan para crecer: nitrógeno, fósforo y potasio.
Probablemente haya suficiente nitrógeno en el suelo marciano para que crezcan las plantas, pero las plantas también necesitan otros 16 micronutrientes. «Todos estos son informes de Marte o meteoritos de Marte», escribe Smith. Pero hay otros químicos involucrados en la fertilidad del suelo que no son consumidos directamente por las plantas. Es un rompecabezas complicado.
El suelo de la tierra no solo contiene todos los nutrientes que las plantas necesitan. También está lleno de microbios y criaturas como las lombrices de tierra. Estas criaturas son parte del sistema vivo en el suelo de la Tierra. ¿Será necesario recrear todo el sistema? Si es así, ese es un nivel extraordinario de sofisticación. La investigación muestra que algo de esto se puede replicar en el regolito marciano, pero esa investigación se realizó en tierra marciana replicada. ¿Qué tan seguros podemos estar de que podemos construir un sistema de suelo completo en Marte?
El regolito marciano también contiene mayores niveles de toxinas que el suelo de la Tierra. Hay niveles más altos de percloratos en Marte, lo que hace que el regolito sea tóxico para las formas de vida. También hay muchos más óxidos de hierro en el regolito marciano, y cuando se combina con mayores niveles de percloratos y peróxido de hidrógeno, es una mezcla altamente tóxica. ¿Puede la remediación lidiar con eso? Posiblemente. De hecho, construir suelo desde cero es un componente fundamental para un ETNR y sería una de las tareas más complejas.
Luego están las tormentas de polvo marcianas. Parte del regolito de Marte es tan fino que se eleva en tormentas que a veces son más grandes que los EE. UU. continentales. Se acumula en las superficies y es un problema para los paneles solares en los módulos de aterrizaje marcianos. También reduce la cantidad de energía solar que llega a la superficie, ejerciendo más presión sobre la fotosíntesis.
También hay que tener en cuenta la menor gravedad de Marte. La gravedad marciana es solo el 38% de la de la Tierra, y la gravedad es uno de los factores que modulan el crecimiento de las plantas. ¿Podría un enorme árbol de hoja perenne crecer en la gravedad reducida de Marte?
«Los experimentos indican que 0,3 g (< Marte) son suficientes para desencadenar respuestas gravitrópicas, pero esa competencia meristemática puede perderse bajo una gravedad similar a la lunar (0,17 g)", escribe Smith. Las respuestas gravitrópicas son la respuesta de la vida vegetal a la gravedad y el trabajo de dos maneras. Charles Darwin demostró que las raíces de las plantas muestran un gravitropismo positivo, lo que significa que crecen hacia el centro de gravedad, mientras que los tallos crecen alejándose de la gravedad. La investigación muestra que las plantas pueden crecer y realizar la fotosíntesis en microgravedad, y los astronautas han cultivado diferentes tipos de plantas en la ISS, donde la gravedad es el 89% de la de la Tierra. Pero esos experimentos se realizaron en cultivos selectivos. No se han cultivado árboles en la ISS.
Créditos: NASA
“A partir de tal evidencia, es concebible que algunas plantas tolerarán la gravedad de Marte”, escribe Smith. “Sin embargo, la función del bosque también está influenciada”.
La gravedad afecta más que solo el crecimiento de las plantas. Gobierna una multitud de otras cosas que deben tenerse en cuenta. “La caída de hojas y propágulos, los saltos, el vuelo, el colapso de madera muerta, el impacto de las gotas de lluvia y el drenaje del agua contribuyen al dinamismo”, explica Smith. Pero una gravedad más baja también podría proporcionar algunos beneficios. La luz más baja de Marte podría contribuir a un crecimiento «largo» de las plantas, tallos más débiles y un crecimiento menos vigoroso en general. Una gravedad más baja podría equilibrar algunos de esos efectos negativos.
Smith señala que tratar de recrear un bioma forestal específico de la Tierra es contraproducente. Son demasiado complejos para replicar. “Los bosques de la Tierra deben sus ensamblajes a presiones ambientales y evolutivas que diferirán de las de los CTTE marcianos. No se ha cartografiado por completo ninguna red trófica de un bosque, las copas de los árboles comprenden potencialmente más de 100 000 enlaces tróficos, lo que supone un desafío para la duplicación”. En cambio, un ecosistema terrestre sería una nueva red de vida que tardaría en establecerse en el entorno de Marte. El objetivo sería introducir especies y ver cuáles se adaptaron, dando tiempo para que se desarrolle un nuevo ecosistema híbrido.
“Los diseñadores de ETNR deben considerar las especies como engranajes ecológicos que podrían ensamblarse en ecosistemas funcionales. La reproducción de los bosques de la Tierra es actualmente inviable, pero es concebible el desarrollo de nuevos ecosistemas que funcionen de formas inesperadas. Los bosques de Marte no se parecerían ni funcionarían exactamente como los bosques de la Tierra, pero aún podrían ofrecer maravillas; otoño a 0,38 g que ofrece una caída de hojas de ensueño”, escribe.
Hay muchos más detalles en el artículo de Smith. Este es un tema enorme, y solo estamos comenzando a lidiar con todos los problemas. Por ejemplo, si los ETNR están destinados a brindar un respiro a los humanos en Marte, necesitamos algunas de las especies adecuadas. “Bosque sin canto de pájaros o mariposas es un TTE pobre. Tal carencia puede exacerbar la nostalgia”, explica. Qué sensación inquietante deambular por un bosque silencioso. Por otro lado, todos podríamos prescindir de los mosquitos.
¿Qué pasa con las restricciones éticas? No todos nuestros esfuerzos tendrán éxito. ¿Tenemos derecho a transportar otras formas de vida a un ETNR, solo para verlos sufrir y morir si no pueden soportar las condiciones? ¿O todo el esfuerzo sería parte del mantenimiento de toda la vida en la Tierra en caso de una calamidad, por lo que su sufrimiento estaría junto al nuestro?
Estas son preguntas complejas sin respuestas simples.
Nuestra comprensión de cómo funciona la vida en conjunto está lejos de ser completa. Todavía estamos desconcertados cuando grupos de ballenas van a la playa o cuando hay una mortandad masiva de aves. No podemos esperar «congelar» las condiciones en un ETNR para que nunca haya muertes. Esos pueden conducir a nuevos nichos explotables por otras formas de vida. Así es la naturaleza, y si vamos a intentar recrearla, tenemos que aceptarla.
Smith enfatiza otro punto que a veces se pierde en este tipo de discusiones. El Homo sapiens obviamente no evolucionó en el vacío. Evolucionamos junto con otras formas de vida y no podemos sobrevivir sin ellas. En un nivel muy básico, nuestras entrañas están colonizadas por bacterias, una parte importante del microbioma humano, y sin ellas, estamos jodidos. En este nivel biológico básico, necesitamos otras formas de vida para sobrevivir y ellas, a su vez, dependen de otras formas de vida. La red de la vida es extraordinariamente compleja.
Es una pregunta abrumadora: ¿Tenemos el conocimiento para reconstruir un ecosistema terrestre contenido en Marte? Pero hacer esa pregunta lleva a otra pregunta premonitoria:
¿Nos estamos forzando a nosotros mismos a una posición en la que tenemos que responder a la primera antes de estar listos?
Incluso si nunca llegamos a Marte o construimos un ETNR, el ejercicio de pensamiento lleva a casa este punto: la naturaleza es la estructura general que gobierna nuestras vidas, y la necesitamos más de lo que nos necesita a nosotros. Y tenemos la responsabilidad de mantener viva la naturaleza.
“Desde una perspectiva biocéntrica, los líderes mundiales deberían preocuparse por el futuro de la vida en el Universo y el papel de la humanidad en su protección y promulgación”, escribe Smith. “En un planeta de habitabilidad limitada, este es un deber importante. La supervivencia de la vida, en cualquier forma, es la máxima prioridad biocéntrica”.
