Науковці створили масштабну систему класифікації марсіанських ґрунтів і нанесли на карту майже всю поверхню планети. Дослідження допомогло визначити ділянки, де характеристики ґрунту можуть бути найбільш сприятливими для майбутнього вирощування рослин. Водночас навіть найкращий із виявлених типів потребуватиме додаткової підготовки.
Майже 800 мільйонів ділянок на карті Марса
У фільмі «Марсіянин» астронавт, який опинився на Червоній планеті, виживає завдяки вирощуванню картоплі. У реальності це значно складніше: марсіанські ґрунти відрізняються за складом, текстурою, кислотністю та здатністю утримувати воду.
Даніель Ірвінг, аспірант Сіднейського університету, разом із професором Алексом МакБретні розробив систему, яка розподіляє ґрунти Марса приблизно на 2000 типів. Для цього команда об’єднала спостереження космічних апаратів, що досліджують планету з орбіти, з комп’ютерними моделями.
Дослідники класифікували майже 800 мільйонів точок на поверхні Марса. Вони враховували одразу кілька характеристик: текстуру ґрунту, мінеральний склад, рівень pH і товщину ґрунтового шару.
Найдрібніші категорії об’єднали у 100 груп, а ті — у 10 великих регіонів. У результаті карта охопила 92% поверхні планети. Для позначення класів марсіанських ґрунтів науковці запропонували термін «арети» (areths), утворений від імені давньогрецького бога війни Ареса.
Який ґрунт найкраще підходить для рослин
Щоб визначити потенційну придатність ґрунтів для землеробства, команда оцінила кожен клас за п’ятьма критеріями: здатністю утримувати воду, кислотністю, товщиною шару, вмістом глини та кількістю гравію.
Найвищий результат отримав тип Nohibareth — 0,93 бала з 1 можливого. За моделями дослідників, його середній показник pH становить 6,8, тобто близький до нейтрального. Приблизно 72% такого ґрунту становить глина, тоді як піску та гравію в ньому мало.
Розрахункова здатність утримувати воду сягає близько 202 міліметрів на метр товщини ґрунту. Найперспективніші ділянки цього типу розташовані в середніх широтах Марса, зокрема поблизу вулканічного регіону Фарсіда, у центральній частині Аравійської Землі та на рівнині Елізій.
Однак Nohibareth займає лише 0,14% поверхні Марса. Карта не визначає готові місця для будівництва теплиць, а лише допомагає науковцям зрозуміти, де варто починати детальніші дослідження.
Головна проблема — нестача води
Аналіз показав, що для більшості марсіанських ґрунтів найслабшою характеристикою є здатність утримувати вологу. Це стосується 73% досліджених ґрунтових форм. У низці великих категорій цей показник не досягав навіть 0,3 бала.
Крім того, марсіанський ґрунт не містить органічної речовини — залишків рослин і тварин, які відіграють важливу роль у земних екосистемах. Науковці також мають врахувати доступність азоту та наявність перхлоратів — хімічних сполук, які можуть бути токсичними для рослин і були виявлені на Марсі посадковим апаратом Phoenix.
Тому майбутнім теплицям знадобляться контрольовані умови, регулювання водопостачання, додаткові поживні речовини та обробка ґрунту для зменшення потенційної токсичності.
Перед вирощуванням на Марсі ґрунти перевірять на Землі
Наступним кроком можуть стати експерименти із земними сумішами, які відтворюватимуть властивості різних класів марсіанського ґрунту. У контрольованих умовах дослідники зможуть перевірити, як ростуть рослини, скільки води вони споживають і яка обробка потрібна для безпечного вирощування.
Такі експерименти допоможуть уточнити результати моделей, адже частину характеристик поки що оцінювали за орбітальними спостереженнями та аналогіями із земними ґрунтами. У міру накопичення прямих вимірювань класифікацію доведеться оновлювати.
Робота також може допомогти краще зрозуміти бідні на органіку ґрунти Землі, зокрема в посушливих і полярних регіонах. Повні результати дослідження опубліковано в науковому журналі CATENA.