導入
火星のテラフォーミングとは、火星の気候、地表、現在の特性を意図的に変更して、火星を人間や他の地上生物が住めるようにするという仮説上のプロセスです。このプロセスにより、地球上の広い地域への安全かつ持続可能な植民地化が可能になります。
地球の例に基づくと、惑星の環境は意図的に変更される可能性があります。しかし、惑星の生物圏を創造する実現可能性は不明です。以下に説明する方法の多くは人類の技術的能力の範囲内にあるかもしれませんが、その技術的実装に必要な経済的資源はまだ手の届かないところにあります。
テラフォーミングの理由
SFでは、火星の植民地化の将来の原因についていくつかの理論が提示されています。とりわけ、資源需要の増大、地球の将来に疑問を投げかける大災害、地球外生命体の到来や宇宙旅行などが目に浮かびます。
人類はテラフォーミングを通じて火星を居住可能にすることができるかもしれない。そうすれば、火星は太陽の周りの居住可能領域にある可能性があり、人類はさらに数千年かけて、より効率的な宇宙技術を開発し、人類が太陽系の外縁に植民地化できるようになり、その後火星は地球の増加により居住できなくなる。太陽熱（太陽を囲むハビタブルゾーンの移動、惑星の居住可能性を参照）。 [参照。希望]
必要な変更
火星のテラフォーミングは、大気の「再構築」とその温度の上昇という 2 つの大きな変化が絡み合います。火星の大気は比較的薄いため、表面圧力は 0.6 kPa ですが、地球では 101.3 kPa です。火星の大気は 95% の二酸化炭素( CO2 )、3% の窒素、1.6% のアルゴンで構成され、微量の酸素、水、メタンが含まれています。その大気は主に既知の温室効果ガスであるCO2で構成されているため、大気が暖まるとすぐに、より多くのCO2 が極から大気中に広がり、温室効果が増大します。これは、大気の再構成と温暖化という 2 つのメカニズムが相互に増幅し、テラフォーミングが促進されることを意味します。しかし、より大きな規模で考えると、これらの理論を有効にするには、特定のテクニックを習得する必要があるはずです。
雰囲気を再構築する
火星の大気を補充する主な手段は水の輸入であり、水は小惑星の氷や木星の衛星、土星の氷から供給されます。火星の環境に水と熱を加えると、この乾燥した寒い世界が生命に適したものになるでしょう。
水素の添加は、大気や水圏の変化を促進する可能性もあります。大気中の二酸化炭素の割合に応じて、水素の輸入と反応により、ボッシュ反応を介して熱、水、グラファイトが生成されます。同様に、サバティエ反応を介して水素が二酸化炭素と反応すると、メタンと水が追加されます。別の方法は、タイタンの大気中で一般的なメタンまたは他の炭化水素を輸入することです。メタンが火星の大気中に放出されるか、温室効果が確立される可能性があります。
メタン (または他の炭化水素) は、火星の大気圧を大幅に上昇させるのに役立つでしょう。同様に、これらのガスは、火星のテラフォーメーションのその後の段階で、反応によって水と CO 2 を生成するために使用される可能性があります。
この反応は、火星の熱や紫外線によって引き起こされる可能性があります。
地球温暖化が進むと、極地からの CO 2が大気中に昇華し、大気の加熱に寄与することになります。ガスの移動によって発生する強い大気流は大規模な砂嵐を引き起こし、（太陽放射を吸収することによって）地球の直接的な温暖化に寄与する可能性があります。その場合、火星の温度は極で CO 2が固化しないほど十分に高い可能性がありますが、圧力が低すぎるため液体の水はまだ存在していません。
強力なダストデビルが終息した後は、おそらく温暖な地球に地球上の生命が生息できるようになるだろう。南極に生息できる特定の種類の藻類や細菌が主な候補となるでしょう。いくつかのロケットに藻類の胞子を詰めて、まだ水の氷が残っている極地に衝突させると、競争のない高放射線環境と高い二酸化炭素濃度の中で増殖できるだけでなく、増殖することもできた。
藻類が自然に地球上に広がると、そのアルベドが減少する効果があります。より多くの光を吸収することにより、地面は大気をさらに暖めるでしょう。さらに、藻類は徐々に酸素を大気中に放出しますが、これは人間が呼吸するにはまだ十分ではありません。大気の密度が高くなると、圧力は地球の圧力に近い値まで上昇します。最初は、そして大気中に十分な酸素が存在するまでは、人間は酸素マスクだけを必要とします。土壌中の金属を還元すると、必要な物質と酸素が生成される可能性もあります。同様に、（肥沃な土壌に固有の微生物とともに）植物を輸入すれば、人類は火星に植物を広めることができ、火星の酸素供給量が増加する可能性がある。
もう一つの方法は、アンモニアを温室効果ガスとして使用することであり、自然界が太陽系外縁の小惑星にアンモニアを大量に凍結保存している可能性があるため、それらを使用することも可能である（例えば、核爆弾を使用する）。それらを指示するため）彼らを火星の大気中に送り込みます。アンモニア (NH 3 ) には窒素が含まれているため、これにより大気中に不活性ガスが存在するという問題が解決されます。
雰囲気を温める
火星の温度の上昇は、惑星のテラフォーミングにおける重要なポイントです。これを達成するには、温室効果を高めてプロセスに勢いを与え、それ自体が増幅することが重要です。火星協会会長のロバート・ズブリン氏の研究によれば、最初の温度上昇は 4°C で十分であることが証明されています。すべてを自分で行わない限り、プロセスは非常に長くなります。
これらの個別の方法を組み合わせて、結果を向上させることもできます。
鏡
最初の解決策は、軌道上で 200,000 トンの半径 100 km の巨大な鏡を使用することです。地球の日射量を増やすために、これらの鏡は太陽光を南極に向かって反射する必要があります。これによりキャップが溶けて、キャップが保持する CO 2 が放出されます。このような鏡の製造は簡単ではありませんが、1999 年のロシアのズナムヤプロジェクトは、たとえ直径25 メートルの「小さな」鏡であったとしても、ある種の採用可能な技術を示しました。
アルベド低減
表面のアルベド係数を下げると、受け取った熱をよりよく保持できるようになります。現在は 0.77 ですが、これを 0.73 に下げると 100 年で氷床が蒸発する可能性があります。これを達成するために、言及された解決策は、塵、すす（火星、フォボス、ダイモスの衛星から来るもので、暗く、宇宙で塵に変わり、その後火星に均一に分散する可能性があるため）、または微生物を堆積させてキャップを黒くすることから構成されています。地衣類などの生命体（参考文献を参照）は、熱の大部分を地表に伝達してから、他の部分を宇宙に送り返します。生命体の利点は、自ら増殖できることです。しかし、火星の風は非常に激しく、深刻な問題を引き起こします。さらに、レゴリス問題は未解決のままである。
温室効果ガス
人類の居住を可能にするためには長期的な気候の安定が必要であるため、クロロフルオロカーボン (CFC) やパーフルオロカーボン (または PFC) などのハロカーボンを含む強力な温室効果ガスの使用が必要です。これらのガスは、その影響のため、火星の大気中に人為的に導入される最も深刻な候補です。これは、CFC を含むロケットを火星に衝突させることにより、比較的安価に実行できることは明らかです。ロケットが地表に衝突すると、中身は大気中に逃げてしまいます。地球規模の変化が起こるには、各「CFC ロケット」間の安定したリズムが10 年強続くはずです。
フッ素を含む鉱物の採掘は、CFC および PFC の発生源となる可能性があります。それらは少なくとも地球上と同じくらい一般的であると考えられています。これにより、温室効果に必要な成分（CF 3 SCF 3 、CF 3 OCF 2 OCF 3 、CF 3 SCF 2 SCF 3 、CF 3 OCF 2 NFCF 3 ）を現場で生産することが可能になり、温室効果を維持することが可能になります。 「快適」な温度。
小惑星
もう1つの方法は、アンモニアなどの強力な温室効果ガスを含む小惑星を使用することです。このような小惑星は、おそらく太陽系の外側に向かって存在しており、そこでは火星と接触させるために軌道を修正するのが容易である。 CFC と同様に、大気中のアンモニアの寿命が短くなる場合は、定期的かつかなり破壊的な爆撃に頼るか、光分解した窒素をアンモニアにリサイクルするバクテリアを使用する必要があります。
水
快適な気温と大気の密度が高まっても、地球の湿気は増加しません。生命の発達に必要な水の循環を再活性化するには、前述した特定の原理を利用できます。
たとえば、南の冠には、その融解中に放出されたかなりの量が含まれているはずです。おそらく土壌にも永久凍土/永久凍土の形で含まれているでしょう。次に、制限された領域に光が集中する鏡を使用するか、表面に衝突する氷の彗星の核から直接、それを蒸発させる必要があります。これらの方法は、地球を放射能汚染する可能性がある熱核爆弾の使用よりも好ましいままです。
水が惑星の表面全体に広がると、巨大な海（オケアヌス・ボレアリス）が惑星の北半球を覆い、南半球のクレーターは大きなほぼ円形の湖を形成します。