Egyre több biztató kutatási eredmény sugallja azt, hogy a Marsra utazó felfedezők különféle élelmiszerek előállításával saját maguk biztosíthatják majd a napi betevőt. Mindez még nagyon távolinak tűnhet, ám a vörös bolygón történő növénytermesztés feltételeinek alapos megismerése nagymértékben könnyítheti az extrém száraz és hideg földi vidékek élelmezését is.

A marsi növénytermesztés feltételeinek számba vételénél tulajdonképpen már ott elakadhatunk, hogy a bolygótestvérünk felszínét borító regolit a földi értelemben véve nem tekinthető igazi talajnak.

Bár a leszállóegységek felszíni elemzései alapján a regolit elegendő mennyiségben tartalmazza a növények fejlődése szempontjából fontos összetevőket (így a foszfort, kalciumot, magnéziumot, ként, vasat, cinket, rezet és molibdént), van azonban néhány olyan jellemzője is, amely alapjaiban hiúsíthatja meg a jövőbeli telepesek élelmezését.

A Mars talaja nem könnyen alkalmas növénytermesztésre
Forrás: Flickr/NASA

Mérgező vagy hiányzik

Az első rossz hír az, hogy a regolit nagy koncentrációban tartalmaz mérgező perklorátokat, amelyek eltávolítása nélkülözhetetlen feltétele a marsi növénytermesztésnek. Szerencsére ez az anyag vízben jól oldódik, így a leendő marsi telepesek akár már egy alapos átmosással viszonylag könnyen megszabadulhatnak tőle. Egy közelmúltbéli szimulációs kísérlet alapján ugyanakkor az is kiderült, hogy egy szélsőségeket rendkívül jól tűrő, génszerkesztett rizsfajta még a perklorátok jelenlétében is képes túlélni, sőt egy bizonyos koncentráció alatt még gyökérzetet és hajtásokat is hozott.

Ha még mélyebbre ásunk a marsi regolitban, azt is kideríthetjük, hogy hiányzik belőle néhány olyan összetevő, amely a növények számára elengedhetetlen az élethez és a fejlődéshez. Ilyen például a kálium, amelyből egy kevés akad ugyan, de pótlására később biztosan gondolni kell, és ilyen a nitrogén is, amely nagyjából 3 százalékos arányban jelen van ugyan a Mars légkörében, a növények számára felvehető formája hiányzik a regolitból.

Mivel a Földön a nitrogénkötő baktériumok közreműködése szükséges ahhoz, hogy a növények képesek legyenek a nitrogén felvételére, Franklin Harris, a Colorado State University szakértője kollégáival megvizsgálta, hogy vajon miként változik a szimulált marsi talajban a lóhere fejlődése, ha ilyen baktériumok is jelen vannak a közegben.

Az ötlet és a beavatkozás igencsak hatásosnak bizonyult, a nitrogénkötő baktériumokkal támogatott lóhere ugyanis 75 százalékkal több gyökérzetet és hajtást produkált, mint „magányos” társa. Mindez azt sugallja, hogy a nitrogénkötő baktériumok jó eséllyel közeli barátai lesznek a jövő marsi farmereinek.

Újrahasznosított szennyvizet a steril világba

A marsi regolitot azért sem nevezhetjük igazi talajnak, mert hiányoznak belőle a szerves anyagok, baktériumok és gombafonalak. Ezt a problémát a népszerű sci-fi-ben Mark Watney Marson felejtett asztronauta saját székletének visszaforgatásával oldotta meg és így termelt magának kellő mennyiségű burgonyát.

A tisztított szennyvíz visszaforgatásának ötlete kétségkívül kézenfekvő, így a Wageningen University kutatói egy kísérletben arra voltak kíváncsiak, hogy vajon miként teljesítene a regolit, ha sertés hígtrágya hozzáadásával pótolnák az abból hiányzó szerves anyagokat. Sőt, a szakértők ennél még tovább is mentek és a termeszteni kívánt rukkola mellé a talaj egészsége szempontjából fontos földigilisztákat is telepítettek.

A hígtrágya jelenléte a vártnak megfelelően pozitívan hatott a rukkola termésmennyiségére, az viszont igen nagy meglepetést okozott a kutatók számára, hogy a trágyázott szimulált marsi talajban végül több rukkola termett, mint egy kontrollként használt, gyengébb minőségű földi homokos közegben. Az pedig mindenképpen biztató előjel, hogy a kísérletben a földigiliszták is jól érezték magukat, a mérések zárásakor ugyanis a kutatók két fiatal egyedet is találtak a szimulált marsi talajban.

Fotoszintetizálni márpedig kell

Fontos arra is kitérni, hogy a növények növekedéséhez szén-dioxidra, vízre és napfényre is szükség van. Mivel a Mars légkörének 95 százaléka szén-dioxid, ezek közül az első paraméter bőségesen rendelkezésre áll. A vörös bolygó légköre azon túl hideg és túl száraz, a felszínét érő nagyenergiájú kozmikus sugárzás pedig képes minden szerves anyag elpusztítására.

Mindebből következik, hogy a jövőben nincs sok esély arra, hogy a Marson hosszan elnyúló, dúsan termő burgonyaföldek látképe fogadja majd az űrhajósok későbbi generációit. Ezzel szemben a növények termesztéséhez jó eséllyel fűtött és párás üvegházakra lesz majd szükség, amelyeket a sugárzás elleni védekezés fényében a hegyek oldalába vájt alagutakba vagy marsi barlangokba telepítenek majd, a fényviszonyok mesterséges szabályozásával. Utóbbira egyébként a nyílt égbolt alatt is szükség lenne, a Mars felszínére érkező napfény ugyanis a földinek csupán 43 százaléka.

Egy elképzelt Mars telep. A növényházak az alagutakban lehetnének.
Forrás: Wikimedia commons

Öntözés fagyott vízből

Ami azt illeti, a marsi víz mennyiségével nem állunk annyira rosszul. A Földhöz hasonlóan ugyanis a Mars mindkét pólusát vastag vízjégsapkák borítják, amelyek együttes térfogata nagyjából megegyezik a grönlandi jégtakaróéval. Sőt, egy közelmúltbéli felfedezés szerint a jégsapkák alatt akár még folyékony víz is lehet. Az viszont már más kérdés, hogy a készlet mennyiben lenne hozzáférhető a marsi kolónia számára.

Nos, ezen a téren akár szerencsénk is lehet, vízből ugyanis nem kell annyira sok, mint amennyire elsőre gondolnánk. A Marson tapasztalható gravitáció ugyanis a földinek csupán 38 százaléka, ami jobb vízmegtartóképesség mellett kedvező nedvességtartalomhoz és tápanyag-koncentrációhoz vezet. Federico Maggi és Céline Pallud vizsgálata szerint emiatt a marsi farmereknek 90 százalékkal kevesebb víz is elegendő lenne az öntözéshez, ami a készletek elérése és újrahasznosítása kapcsán rendkívül jó hírnek számít.

Teszt a lelke mindennek

A feltételek megléte vagy hiánya persze csak egy dolog, az már teljesen más kérdés, hogy élesben mindez mennyire fog működni. A földi talajok ugyanis évezredek alatt jöttek létre, a marsi kolóniának viszont értelemszerűen nincs ennyi ideje. A felturbózott regolitban növekvő zöldségek termesztésének lehetősége viszont azt jelentené, hogy a Földről a gazdálkodáshoz szükséges általános felszerelések mellett csak a magokat kellene a Marsra szállítani, ami hatalmas könnyebbséget jelentene az űripar számára.