Hầu hết mọi câu chuyện khoa học viễn tưởng đều bắt đầu và đôi khi kết thúc với việc cải tạo địa hình sao Hỏa để biến nó thành một hành tinh hiếu khách hơn.
Nhưng với mức nhiệt lạnh giá, xa mặt trời và nhiều bụi, việc thay đổi sao Hỏa để có sự sống như Trái đất là một thách thức vượt xa tưởng tượng.
Một hành tinh chết
Hàng tỷ năm trước, Sao Hỏa đã từng là nơi rất tuyệt, ấm áp, có bầu khí quyển dày, giàu carbon, nhiều hồ và đại dương, và có thể còn có cả những đám mây trắng mịn. Thời điểm đó, mặt trời nhỏ hơn và yếu hơn, nhưng đôi khi dữ dội hơn nhiều so với hiện nay. So với 3 tỷ năm trước, hệ mặt trời tạo nhiều thuận lợi hơn cho sự sống chứ không phải như ngày nay, Sao Hỏa bao trùm một màu đỏ và sự chết chóc.
Nhưng thật đáng buồn, ngay từ buổi đầu kiến tạo, hành tinh đỏ đã phải chịu một số phận bi đát. Sao Hỏa nhỏ hơn Trái đất nên nguội nhanh hơn nhiều. Lớp lõi giàu sắt trong cùng của Trái đất vẫn đang tan chảy, cung cấp năng lượng và phát sinh từ trường. Từ trường của Trái Đất có khả năng ngăn chặn và làm lệch hướng gió mặt trời, chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống trên Trái Đất.
Khi Sao Hỏa nguội đi, lớp lõi của nó đông đặc trở lại, từ trường không còn phát sinh, tạo điều kiện cho gió mặt trời tàn phá bầu khí quyển. Trong suốt 100 triệu năm hay lâu hơn, gió mặt trời đã tước đi bầu khí quyển của sao Hỏa. Khi áp suất không khí giảm xuống gần chân không, các đại dương trên bề mặt sôi lên và hành tinh trở nên khô cạn.
Làm ấm hai đầu địa cực
Qua hàng thế kỷ, hoạt động của con người tạo ra khí carbon dioxide (CO2), vô tình hâm nóng và làm tăng nhiệt độ bề mặt Trái đất thông qua một cơ chế nhà kính đơn giản. Khí CO2 thực sự hữu ích trong việc hấp thụ bức xạ hồng ngoại và hoạt động giống như một tấm chăn khổng lồ vô hình trên Trái đất.
Nhiệt độ tăng khiến hơi ẩm thoát ra từ đại dương tạo thành dòng khí đem theo hơi nước vào trong khí quyển khiến gia tăng thêm những lớp chăn phủ và làm tăng nhiệt độ. Nhiệt độ tăng lại khiến nước bốc hơi nhiều hơn, giúp Trái đất của chúng ta luôn ấm áp.
Nếu điều này hoạt động trên Trái đất, có lẽ nó có thể hoạt động trên sao Hỏa. Chúng ta không thể tiếp cận bầu khí quyển của sao Hỏa vì nó quá mỏng, không giữ được nhiệt, nhưng sao Hỏa có lượng CO2 và băng khổng lồ tại các chỏm băng vùng cực và một số khác nằm ngay bên dưới bề mặt hành tinh.
Bằng cách nào đó nếu chúng ta có thể làm ấm các vùng cực, có thể giải phóng đủ lượng carbon vào khí quyển để khởi động hiệu ứng nhà kính, làm ấm không khí. Tất cả những gì chúng ta cần làm là ngừng mọi việc lại, theo dõi và chờ đợi trong vài thế kỷ để ngành vật lý học thực hiện nhiệm vụ của mình, biến sao Hỏa thành một nơi ít khó chịu hơn.
Thật đáng tiếc, ý tưởng “đơn giản” này xem ra không thực hiện được theo cách như vậy.
Ý tưởng cải tạo
Để làm ấm bầu khí quyển, đề xuất đầu tiên là bao phủ một lớp bụi lên các vùng cực (để phản xạ ít ánh sáng hơn và tạo xu hướng làm ấm), tạo ra một tấm gương không gian khổng lồ để hướng các chùm tia sáng đến các vùng cực. Nhưng bất kỳ ý tưởng nào cũng đòi hỏi bước nhảy vọt về công nghệ. Việc bao phủ lớp bụi trong không gian vượt xa khả năng của chúng ta (để tạo ra tấm gương không gian khổng lồ, chúng ta cần khai thác khoảng 200.000 tấn nhôm trong không gian, trong khi chúng ta hiện không có khả năng khai thác mỏ trong không gian).
Và sau đó, thật đáng tiếc rằng gần như không có đủ lượng CO2 trong sao Hỏa để kích hoạt một xu hướng ấm lên. Nước lỏng không thể tồn tại trên bề mặt sao Hỏa do áp suất khí quyển hiện nay rất thấp, khoảng dưới 1% áp suất bầu khí quyển trên Trái Đất. Nếu có thể làm bay hơi mọi phân tử CO2 và H2O trên sao Hỏa và đưa chúng vào bầu khí quyển, hành tinh Đỏ sẽ có… 2% áp suất như áp suất của bầu khí quyển trên Trái Đất. Cần có gấp đôi áp suất bầu khí quyển để ngăn mồ hôi và dầu trên bề mặt da chúng ta bị sôi lên, và gấp 10 lần con số đó để không cần một bộ quần áo vũ trụ chịu áp suất.
Thậm chí còn chưa đề cập đến việc thiếu oxy cho sự sống trên Sao Hỏa.
Một số giải pháp công nghệ đưa ra để giải quyết tình trạng thiếu khí nhà kính này. Chúng ta có thể triển khai các nhà máy chuyên bơm ra chlorofluorocarbon. Hoặc chúng ta có thể tạo ra sự va chạm vào một số sao chổi giàu amoniac từ hệ mặt trời bên ngoài. Bản thân amoniac là một tấm chăn nhà kính tuyệt vời, và cuối cùng nó phân ly thành nitơ vô hại, tạo nên phần lớn bầu khí quyển.
Giả sử chúng ta có thể vượt qua những thách thức công nghệ liên quan đến những đề xuất đó, vẫn còn một rào cản lớn: thiếu từ trường. Mọi phân tử mà chúng ta bơm (hoặc va chạm) vào bầu khí quyển đều dễ bị gió mặt trời thổi bay. Giống như cố gắng xây dựng một kim tự tháp trên sa mạc, điều đó không hề dễ dàng.
Có rất nhiều các giải pháp sáng tạo có thể áp dụng. Chúng ta có thể chế tạo một nam châm điện khổng lồ trong không gian để làm lệch hướng gió mặt trời. Chúng ta có thể bao quanh Sao Hỏa một chất siêu dẫn, tạo cho nó một từ quyển nhân tạo.
Đương nhiên, chúng ta gần như không có đủ sự tinh tế để thực hiện một trong hai giải pháp đó. Có khi nào chúng ta có thể cải tạo địa hình cho sao Hỏa và khiến nó trở thành hành tinh hiếu khách hơn? Chắc chắn là có thể - không có định luật vật lý nào có thể cản đường chúng ta.
