En un raro caso de éxito medioambiental, Naciones Unidas acaba de anunciar que cree que el daño a la capa protectora de ozono de la Tierra se restaurará por completo para el año 2050. Esto contrasta fuertemente con la creciente alarma sobre la emergencia climática. causado por un creciente efecto invernadero.

Tanto la capa de ozono como el efecto invernadero ayudan a controlar la cantidad de radiación ultravioleta (UV) del sol que llega a la superficie de la Tierra. y cuánta radiación infrarroja (IR) escapa al espacio. Ambas formas de radiación tienen un impacto crítico en la habitabilidad de un planeta cohete.

Es evidente que el control de esta radiación es un problema urgente en la Tierra. Pero también presenta un desafío para quienes sueñan con colonizar Marte.

La radiación ultravioleta es una forma de luz que tiene una longitud de onda de entre 10 y 400 nanómetros (1 nm equivale a 0,000000001 metros de longitud). Esta es más corta y enérgica que la luz visible. Por el contrario, la longitud de onda de una red telefónica 4G típica es de unas pocas decenas de centímetros.

Solar-UV puede impulsar la producción de vitamina D esencial en la piel humana, pero los niveles excesivos pueden causar una variedad de problemas de salud, como quemaduras solares, cáncer de piel y cataratas. También puede dañar las plantas y la producción de cultivos.

En la tierra, casi todos los rayos UV solares son absorbidos por la capa de ozono, una región de la atmósfera de la Tierra que se extiende desde unos 15-30 km de altitud. Sin ello, la vida en la Tierra estaría en muchos problemas.

El ozono es una molécula de origen natural que consta de tres átomos de oxígeno. La formación de esta molécula se equilibra cuidadosamente mediante un proceso llamado ciclo de Chapman, en el que la luz ultravioleta descompone el ozono en un solo átomo de oxígeno y una molécula de oxígeno. Los factores naturales pueden actuar como catalizadores para esto, como la actividad volcánica y los cinturones de radiación de la Tierra.

Las primeras observaciones de que el equilibrio del ozono estaba en problemas se hicieron en la década de 1980. Se determinó que el uso y la emisión generalizados de ciertos productos químicos como los clorofluorocarbonos habían causado graves daños a la capa de ozono.

Esto llevó a la comunidad internacional a adoptar el Protocolo de Montreal en 1987, hasta ahora el único acuerdo de la ONU ratificado por todos los estados miembros.

La radiación IR tiene un efecto sutilmente diferente en la Tierra y en otros planetas. Todos los objetos emiten un rango de luz en función de su temperatura. Un objeto a una temperatura promedio de un millón de grados emitiría principalmente rayos X (como lo hacen algunos sistemas estelares).

El sol, a una temperatura media de 5, 700 ° C, emite más intensamente en luz visible (específicamente en amarillo), mientras que los objetos a temperatura ambiente emiten IR. Es por eso que la gente se muestra claramente en una cámara de infrarrojos.

Luz del sol, principalmente en longitudes de onda visibles, pasa a través de la atmósfera y calienta la superficie de la Tierra. Para mantener el equilibrio térmico, la Tierra luego emite luz de regreso al espacio, pero lo hace en IR. Ciertas moléculas en la atmósfera dejan pasar una gran cantidad de luz visible (por eso son invisibles para el ojo humano) pero reflejan o dispersan la luz IR emitida por la superficie, lo que hace que la superficie sea más cálida.

Los productos químicos involucrados en este proceso son los que conocemos como gases de efecto invernadero, el más conocido es el dióxido de carbono, pero también son importantes el metano y el óxido nitroso. Lo que complica el problema del clima es que el vapor de agua y el ozono en sí son también gases de efecto invernadero.

Este es uno de los muchos factores que hacen que el modelado climático sea un tema muy complejo. El efecto invernadero en sí se suele describir como algo malo, pero en realidad es esencial para la vida. Sin ningún efecto invernadero, es relativamente fácil demostrar que la Tierra estaría a una temperatura promedio de -24 ° C, en lugar de nuestros 14 ° C actuales.

Sin embargo, como muchos procesos naturales, La actividad humana ha modificado el efecto invernadero de tal manera que esta característica esencial de la habitabilidad de nuestro planeta se está volviendo peligrosa. Tenemos amplia evidencia de que los humanos han aumentado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, y como un resultado, la temperatura media global.

Lecciones para colonizadores

El desafío para los futuros colonos que esperan vivir en Marte es todo lo contrario al de la Tierra. Su fina atmósfera significa que, aunque hay una gran concentración de dióxido de carbono, el efecto invernadero es bastante débil y debe potenciarse. Pero un estudio reciente ha demostrado que incluso si el dióxido de carbono restante en las rocas de Marte se vaporizara y se lanzara a la atmósfera, no habría suficiente para generar un efecto invernadero suficiente para calentar el planeta lo suficiente para vivir.

Comparado con la Tierra, también hay muy poco ozono en Marte, y la fina atmósfera marciana permite que llegue a la superficie mucho más UV solar. Esta radiación es tan intensa que los primeros centímetros del suelo marciano se esterilizan esencialmente una vez al día, con cualquier molécula compleja que pudiera ser útil para la vida siendo destruida.

Entonces, ¿qué podríamos hacer para que el clima sea más similar al de la Tierra? Las ideas anteriores han incluido instalar un imán gigante en el espacio cerca de Marte para proteger la atmósfera y disparar armas nucleares a la superficie.

Un artículo reciente sugiere que podríamos usar aerogel de sílice, un material sintético y ultraligero que se obtiene tomando un gel y reemplazando el componente líquido con un gas, para cubrir regiones de la superficie. En efecto, esto funcionaría como una capa de ozono artificial, siendo casi transparente a la luz visible pero bloqueando los rayos UV.

El uso de aerogel de sílice también calentaría rápidamente el suelo debajo de él por encima del punto de congelación del agua por medio de un efecto invernadero artificial. La colocación de escudos de aerogel de sílice sobre áreas de la superficie ricas en hielo generaría un entorno adecuado para el crecimiento de las plantas. con mínima intervención humana.

Esto solo no puede terraformar el planeta rojo, ya que la atmósfera marciana se pierde constantemente por el viento solar. Sin embargo, al menos proporcionaría un entorno mucho menos hostil, a menor escala, para futuros visitantes. Si bien sigue siendo una perspectiva difícil, esta es actualmente la forma más práctica de hacer que las áreas de Marte sean un entorno menos extremo.

Por último, el éxito del Protocolo de Montreal demuestra tanto la viabilidad de la acción internacional colectiva para resolver un problema ambiental, y que la modificación ambiental es posible a escala planetaria en un período de tiempo bastante corto. También demuestra claramente cuán sensibles pueden ser los procesos ambientales planetarios a los cambios artificiales, para bien o para mal.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.