Mars 2.0

Rymden har blivit en självklar del av vår vardag – mänskligheten håller på att lämna jordytan. Satelliterna som vi kan se passera över himlavalvet en stjärnklar natt är en förutsättning för det globala informationssamhället. Robotlandningar på grannplaneterna kan numera följas i direktsändning via internet.

Vi lever i en historisk epok precis på gränsen mellan jordbundet och icke-jordbundet liv. Alla mänsklighetens tidigare generationer har varit hänvisade till jordytan, medan alla kommande förmodligen kommer att ha tillgång till rymden. På samma sätt som satelliter i dag hör till vardagen kommer kanske arbete på en rymdstation eller månbas att tillhöra vardagen inom hundra år. Den nuvarande internationella rymdstationen och beslutet från president George Bush om en månbas år 2020 och en bemannad expedition till Mars senast år 2030 är bara början.

I en något mer avlägsen framtid kommer fler och större rymdstationer och baser att byggas, men antalet människor som på detta sätt kommer ut i rymden blir fortfarande relativt begränsat. För att ett stort antal människor ska kunna flytta ut i rymden krävs en planet där miljön förändrats till en biosfär lik den på jorden, en process som kallas terraformering. Dessutom krävs naturligtvis både teknisk, social och ekonomisk utveckling innan utflyttningen kan ta fart.

Livet på jorden har funnits i ungefär fyra miljarder år, mest i form av mikroskopiska organismer. Vår egen arts nuvarande ålder på omkring 150 000 år är försumbar i jämförelse med livets hela historia.

Genom den slumpmässiga evolutionen har allt levande på jorden anpassats till att leva på just vår planet med dess speciella förutsättningar, en anpassning som skett under miljarder år. Omvänt kan man säga att jordens miljö i sin tur påverkas av allt som lever här; syret i vår atmosfär är ett av många exempel.

Styr revolutionen

Är en motsvarande biologisk anpassning till miljön på andra planeter möjlig? Kan man aktivt styra evolutionen åt det hållet? Möjligheten att förändra människors genetiska egenskaper så att de kan överleva i en extrem miljö på en annan planet ter sig både utopisk och oetisk. Att i stället förändra livsmiljön verkar attraktivare. Detta är dock lättare sagt än gjort, eftersom man behöver kunna styra både den globala miljön och kopplingen mellan miljön och de organismer som utvecklas i varje steg av förändringen.

Hur kan då en terraformering av exempelvis Mars gå till? Ingenjörskonst på planetär nivå kan tyckas vara ett ouppnåeligt mål utan verklighetsförankring. Men det handlar inte om att skapa en miljö där människor fritt kan springa omkring från en dag till en annan, utan om en global miljöpåverkan i relativt små steg. För att lägga grunden för den fortsatta utvecklingen blir en av de första åtgärderna att introducera genetiskt anpassade mikroorganismer. Genom att styra processen kan omvandlingen från mikrobmiljö till människoanpassad miljö kanske kortas till några tusen år, jämfört med de miljoner år som livets utveckling tog här på jorden.

Får man göra så?

En förutsättning för liv är flytande vatten, och vatten är den vanligaste treatomiga molekylen i universum. Det vatten som vi kan hitta på de inre planeterna har tillförts framför allt genom mängder av komet- och meteoritnedslag i solsystemets barndom.

I dag är jorden den enda planeten med oceaner på ytan, och på andra himlakroppar som månen och Mars har vi funnit vatten i form av is. Vattnet på Mars är således lagrat under ytan som permafrost, en upptäckt som gjordes helt nyligen av rymdsonden Mars Odyssey. Om isen smälte skulle mängden vatten troligen räcka till att täcka hela Marsytan.

En viktig fråga är om liv finns eller har funnits på Mars. Det finns geologiska tecken på att flytande vatten fanns på Marsytan vid samma tid då livet uppkom här på jorden. En del av utforskningen är därför inriktad på att leta fossila rester av liv.

Om det skulle visa sig att liv har uppstått även på Mars, skulle detta få djupgående filosofiska och religiösa konsekvenser för vår världsbild, även om det ”bara” rörde sig om bakteriellt liv. En spekulativ teori går faktiskt ut på att livet uppstod på Mars, och att en del mikroorganismer lyckades ta sig till jorden via meteoritnedslag. I så fall är vi alla ”marsianer”. Om vi faktiskt hittar liv under Mars yta dyker det upp frågor av etisk art: har vi rätt att invadera en annan planet där det redan finns liv?

Att det kan finnas mikroorganismer i de mest extrema miljöer, så kallade extremofiler, känner vi redan till från jorden. Extremofilerna upptäcktes för några decennier sedan, och studeras nu intensivt världen över. De har hittats på flera kilometers djup under markytan, inuti kärnreaktorer och i Antarktis. Till skillnad från vanliga mikrober behöver extremofilerna vare sig syre eller solljus, utan lever på speciella kemiska reaktioner. En förutsättning är dock tillgång till flytande vatten.

Bioteknikindustrin har redan intresserat sig för extremofilerna, eftersom de kan användas för att utvinna metaller och sanera förorenade jordar. I tillräcklig mängd skulle de kunna utnyttjas för att ändra den globala miljön på Mars, där de skulle kunna producera växthusgaser och biomassa.

Om vi antar att Mars är steril även på djupet, kan vi försöka påverka planetens egenskaper så att en sorts urmiljö uppstår, där genetiskt modifierade extremofiler kan överleva. Det är enkelt att rada upp vilka villkor som då måste vara uppfyllda: temperaturen måste höjas med omkring 60 grader, atmosfären måste bli tjockare och bör innehålla litet syre, ozon och kväve, och flytande vatten måste finnas. Syret som övergår i ozon behövs för att skydda livet från solens ultravioletta strålning.

Att åstadkomma detta i praktiken är däremot inte lika lätt. Ett förslag är att tillföra särskilt effektiva växthusgaser till atmosfären, ett annat att öka inflödet av solenergi via speglar i omloppsbana. Det är oklart om något av detta är genomförbart, och det kan tänkas att det till slut blir fråga om någon helt annan metod. Målet för detta steg är att skapa förutsättningar för extremofiler att överleva.

Mikrober terraformerar

En extremofil som kanske kan användas på Mars är Deinococcus radiodurans, som tål giftiga ämnen, uttorkning och extrema strålningsnivåer och radioaktivitet. Mikroben har till och med förmåga att reparera sitt DNA efter strålskador. Deinococcus radiodurans stortrivs efter exponering för strålning med en stråldos som är en miljon gånger högre än vad som skulle vara livsfarligt för en människa.

Man har nyligen kartlagt mikrobens hela DNA, och forskare har redan i åratal arbetat med att förändra denna genuppsättning för att framställa varianter som kan användas industriellt. En tänkbar användning på jorden är att med hjälp av mikrober återställa radioaktivt förorenad jord. Mikroberna släpps då inte ut i det fria, utan hålls kvar i en processanläggning.

Några sådana begränsningar torde dock inte finnas på Mars, utan utsläppet skulle där kunna ske globalt. Ett syfte kan vara att göra om markens toppskikt. Ett annat mål, kanske viktigare, skulle vara att producera mer växthusgaser. Det får temperaturen att öka ytterligare, vilket i sin tur påverkar skeenden på ytan så att en positiv återkopplingsprocess inleds. För att uppnå balans i systemet måste därefter mer organismer och växter tillföras. Växternas roll är bland annat att skapa det för oss livsnödvändiga syret i atmosfären.

Astronomiskt sett är vårt solsystem rena bakgården. Om vi förflyttar oss mycket långt in i framtiden, kan vi föreställa oss att våra ättlingar med omgivande ekosystem spritt sig till alla tillgängliga ekologiska nischer i solsystemet. Våra efterföljande kommer att ha tillgång till en oerhörd mängd energi från solen och i princip alla de naturtillgångar i form av metaller, vatten och annat som vi vet finns i rymden.

Solen förändras drastiskt

Den ökade tillgången på solenergi beror på att andelen helium i solens centrum ökar med tiden, vilket i sin tur innebär att även trycket och temperaturen blir allt högre. Fusionen av väte till helium blir då effektivare, varför solens ljusstyrka och energiutstrålning långsamt ökar.

När vätet tar slut, omvandlas solen först till en röd jätte och därefter – om ungefär sex miljarder år – till en vit dvärg. När solen går under frigörs oerhörda mängder energi, och om det över huvud taget finns något liv kvar i solsystemet skulle energin kunna användas för massutvandring ut i vår galax Vintergatan.

Mer sannolikt är dock att livet – långt innan solen förstör sig själv – har hunnit sprida sig utanför solsystemet. En enkel beräkning grundad på ränta på ränta-effekten visar att livet ”bara” behöver några miljoner år för att kolonisera hela Vintergatan! Helt klart är att våra ättlingar får allvarliga miljöproblem på grund av solens utveckling och dess påverkan på jorden och de inre planeterna. Att terraformera Mars kan bara vara början på mänsklighetens längre resa ut i rymden.