Terraforming Mars mit einer Kombination aus Aerogel und gentechnisch veränderten Mikroben?

Das zugrunde liegende Aerogel-Schema scheint einige schwerwiegende grundlegende Mängel zu haben:

• Aerogel ist extrem teuer und Sie brauchen genug, um einen beträchtlichen Teil eines Planeten zu bedecken.
• Aerogel ist extrem spröde und leicht zu pulverisieren.
• Die Pole sind fast das ganze Jahr über dunkel. Photosynthetische Organismen funktionieren im Winter nicht, und es wird kalt genug, um schwere CO2-Ablagerungen zu bilden, die alle Aerogel-Strukturen zerstören und möglicherweise alle lebenden Organismen töten würden.
• Selbst im Sommer schränkt der niedrige Sonnenwinkel die Produktivität ein, und eine dünne Staubschicht blockiert sogar das Sonnenlicht.
• Das Erhöhen der Temperatur des Bodens auf den Schmelzpunkt von Wasser erhöht den Dampfdruck des Wassers über den Oberflächendruck der Atmosphäre. Die Atmosphäre unter dem Aerogel wäre reiner Wasserdampf, der an den Rändern entweicht (oder Löcher in das Aerogel bläst) und das Eindringen der Umgebungsatmosphäre verhindert. Darin wachsen keine Pflanzen.

Was die PFC-erzeugenden Mikroben betrifft, so ist Fluor nicht allgemein in einer Form verfügbar, die leicht biologisch verarbeitet werden kann. Sie müssten es abbauen und verarbeiten und in Dünger verteilen.

Eine echte PFC-erzeugende Chemiefabrik, die Fluor aus abgebauten Mineralien extrahiert, scheint wahrscheinlich weitaus effektiver und weitaus billiger zu sein als das Äquivalent in polaren Aerogel-Gewächshäusern.

"Gentechnisch veränderte Mikroben zur Herstellung von Perfluorkohlenwasserstoffen" gibt es aus gutem Grund nicht.

Kohlenstoff ist ein nützlicher Baustein für das Leben, nicht nur, weil jedes Atom 4 Bindungen bilden kann, sondern auch, weil die Bausteine ​​auseinander genommen und wiederverwendet werden können , um eine andere Verbindung zu bilden. Das ist die ganze Idee hinter dem Kohlenstoffkreislauf .

Wasserstoff- und Fluoratome gehen jeweils eine Bindung ein. Beide können verwendet werden, um eine ansonsten ungefüllte Bindung an einem Kohlenstoffatom zu "kappen", wodurch verhindert wird, dass sich das Molekül weiter in diese Richtung ausdehnt. Da Wasserstoff viel kleiner ist als Kohlenstoff, gibt es viel Platz für Enzyme und andere Chemikalien, um die CH- und CC-Bindungen anzugreifen, was das oben erwähnte Recycling von Kohlenstoffatomen ermöglicht.

_{Wasserstoffatome auf einem Kohlenstoffrückgrat. Sehen Sie die schwarzen Kohlenstoffatome darunter?}

Perfluorkohlenwasserstoffe haben eine Bindung zwischen einem Kohlenstoffatom und einem Fluoratom. Der Atomradius von Fluor ist etwas größer als der von Kohlenstoff, und die CF-Bindung ist besonders kurz und stark. Wenn eine organische Verbindung große Mengen an Fluoratomen enthält, bedecken die Fluoratome die Kohlenstoffatome fast vollständig, und es ist für Chemikalien schwierig, einzudringen und entweder die CF- oder die CC-Bindung anzugreifen. Hier ist die chemische Struktur von Polytetrafluorethylen, auch bekannt als PTFE, Teflon und Gore-Tex:

_{Wir haben den Wasserstoff durch Fluor ersetzt. Die schwarzen Kohlenstoffatome in (C) sind kaum zu sehen.}

Dies erklärt die chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften von fluorierten Polymeren . Sie sind chemisch praktisch inert, weshalb Teflon zur Herstellung von Chemikalienbehältern verwendet wird. Ein anderes Objekt, das entlang ihrer Oberfläche gleitet, bildet nicht viele intermolekulare Bindungen, weshalb Teflon eine so geringe Reibung hat. Es hat sich gezeigt, dass kein Enzym oder eine andere biologisch hergestellte Substanz fluorierte Polymere abbaut, weshalb Teflon und Gore-Tex als implantierte Materialien verwendet werden. Trinkwasser und Zahnpasta wird Fluor zugesetzt, weil Bakterien die Enzyme fehlen, um fluorierten Zahnschmelz zu zerstören.

Da fluorierte Polymere so stabil sind, hat kein biologischer Organismus ein Enzym entwickelt, um sie zu zersetzen. Diese Verbindungen sind somit eine biologische Sackgasse; Sie können nicht recycelt werden. Darüber hinaus hat es für einen Organismus auch keinen Sinn, Enzyme zu entwickeln, um sie zu synthetisieren .

Sie werden nicht in der Lage sein, einen Mikroorganismus genetisch zu modifizieren, um Perfluorkohlenwasserstoffe zu produzieren. Es gibt nicht einmal annähernd ein existierendes Enzym, das das tut.

Abgesehen von der Frage, ob dies wünschenswert ist, denke ich, dass das größte Problem die Verfügbarkeit von Fluor ist.

Während der Mars schätzungsweise mehr Fluor enthält als die Erde, bestätigt die Rückverfolgung zu seiner Quelle , dass es sich um eine ziemlich schwache Schätzung handelt – sie basiert auf der Ableitung einer Korrelation von Fluor zu Lithium und einer Schätzung auf der Grundlage der Lithiumhäufigkeit in Meteoriten.

Selbst wenn eine angemessene Menge davon vorhanden ist, findet sich Fluor, wie der WP-Artikel feststellt, eher konzentriert in bestimmten Mineralien als gleichmäßiger verteilt wie einige andere Elemente.

Das fluoridreichste natürliche Wasser der Erde enthält 50 mg/l Fluorid. Nehmen wir an, wir haben Glück und das ganze Marseis ist so reich. Eine Tonne Wasser würde 50 g Fluor enthalten. Angenommen, wir können 75 g fluorreiche FCKW aus je 50 g Fluor herstellen, deutet dies darauf hin, dass im besten Fall für jedes Kilo FCKW etwa dreizehn Tonnen Eis benötigt würden. Eine Tonne FCKW würde 13.000 Tonnen Eis benötigen. Und wir gehen davon aus, dass wir Millionen Tonnen FCKW benötigen...

An diesem Punkt erscheint es etwas vernünftiger, Fluorid abzubauen und die FCKW zu synthetisieren.