РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ферма на Марсе: Небеспочвенные трудности

Биологи ищут технологию выращивания растений на почве далеких планет. Но для начала им приходится решить, наконец, что такое почва, – или отказаться от ее использования, и выращивать растения без нее.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Мысль о колонизации других планет волнует сердца не только любителей научной фантастики. Самые серьезные ученые и инженеры проводят бесчисленные исследования и проекты, так или иначе связанные с этим вопросом. И если первые, например, уже доказали, что некогда Марс был весьма богат водой («От вулкана до океана»), достаточные количества которой могли сохраниться и до наших дней, то вторые ищут возможности эту воду использовать, создав технологии выращивания земных растений в неземных условиях.

«Стремление к освоению других планет естественно для нас, — говорит итальянский биолог Джакомо Сертини (Giacomo Certini), — Движение к расширению горизонтов человечества не стоит полагать чем-то странным». Расширение это, видимо, неизбежно. Люди будут колонизировать все большее пространство — и растущей людской массе будет требоваться все больше и больше пищи.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Оказавшись на том же Марсе, будущим колонистам хорошо бы суметь самостоятельно обеспечивать себя всем необходимым. А это, в частности, означает, что им придется культивировать растения в условиях, совершенно отличных от земных. И помочь им может недавняя работа Сертини и его коллег, которые показали, как на поверхности Марса (а также Луны и даже Венеры) можно вести вполне полноценное сельское хозяйство, используя для этого местную почву.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Но для начала ученым понадобилось определить, можно ли считать местный грунт почвой в полном смысле этого слова, установить, «ведет» ли он себя, как почва сегодня, оценить его состояние в прошлом и перспективы на будущее. Стоит сказать, что само понятие почвы до сих пор остается предметом дискутируемым, и на сегодня не существует единого его определения, которое принимали бы все специалисты, и которое бы ясно и однозначно отделяло почву от «не-почвы». Не так давно на конференции в Австрии была сделана очередная попытка, в которой почва определяется, как «материя на или поблизости от поверхности Земли и сходных тел, подвергающаяся модификации в ходе биологических, химических и (или) физических процессов».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На наш взгляд, так можно сказать о какой угодно материи, включая плазму поверхности звезд. Так или иначе, на Земле почву формирует пять факторов: исходная литосферная порода, климатические воздействия, топографические особенности, время и биота (флора и фауна). Именно последний фактор вызывает наибольшие споры. Чаще всего почву определяют, как «среда, обеспечивающая рост растений». Но это подразумевает, что в отсутствие растений нет и почвы. Джакомо Сертини полагает такой подход неверным и полагает, что почвой стоит считать среду с «собственной историей», т. е. динамичную, изменчивую, развивающуюся во времени, вне зависимости от присутствия живых организмов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Большинство полагает, что биота играет ключевую роль в формировании почвы, — говорит Сертини, — Но некоторые ученые, включая меня, отмечают тот очевидный факт, что в некоторых частях нашей планеты — таких, как Сухие долины Антарктиды или чилийская пустыня Атакама, — почва практически лишена живых организмов и не испытывает большого влияния с их стороны. Это показывает, что формирование почвы не требует жестко присутствия жизни». По мнению Сертини, ключевым фактором в этом процессе выступает климат — иначе говоря, погода, и связанные с нею изменения структуры и состава исходной породы.

Погода на Венере, Марсе и Луне — не совсем то, к чему мы привыкли на своей планете. К примеру, крайне плотная и кислотная атмосфера Венеры создает у ее поверхности давление почти в сотню раз больше нашего. Она насыщена углекислым газом и каплями серной кислоты, с небольшими вкраплениями воды и кислорода. Такая «погода» создает жесткое эрозионное воздействие на грунт, дополняясь высокой активностью местных вулканов и сильными ветрами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На Марсе все куда более мирно, в крайне разреженной его атмосфере «погода» определяется регулярными падениями метеоритов и перепадами температуры. В отсутствие вулканической активности здесь куда сильнее проявляется эффект температурного градиента между полушариями планеты, который даже в разреженной атмосфере вызывает сильные ветры, приводящие к знаменитым пылевым бурям. Ну а на Луне, твердые скалы которой покрыты слоем пыли и мелких камней, действие метеоритов еще более значительно. Здесь, где атмосфера практически отсутствует, изменения «почвы» происходят также за счет воздействия на нее заряженных частиц солнечного ветра.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Все эти факторы, по мнению Джакомо Сертини и его коллег, позволяют говорить о материале поверхности Луны, Марса и Венеры, как о динамически развивающейся среде, имеющей собственную «историю» — т. е., в их понимании, о почве. Однако некоторые специалисты не согласны с таким подходом, и по-прежнему настаивают на том, что одной погоды недостаточно, и полноценная почва должна включать живые организмы, и именно их деятельность по преобразованию материи является ключевым компонентом почвы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Впрочем, все эти вопросы можно оставить любителям теоретических рассуждений, поскольку в принципе для культивирования растений почва вовсе не так необходима, как кажется. Уже не первое десятилетие существует технология аэропоники, при которой корни остаются подвешенными в насыщенной питательными веществами и чрезвычайно влажной атмосфере парника. Первые попытки применить такой подход состоялись еще в 1940-х, а с 1980-х аэропоника используется в сельском хозяйстве для выращивания некоторых культур.

Почвовед из Израиля Элен Грабер (Ellen Graber) удивляется: «Кто вообще сказал, что почва абсолютно необходима для сельского хозяйства? В нем есть только две незаменимые вещи — вода и питательные вещества (ученая, кажется, забыла о солнечном свете — ПМ). Современные технологии широко используют беспочвенные питательные среды, включая целый набор твердых субстратов для роста».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В 1997 г. на борту МКС был проведен эксперимент по беспочвенному выращиванию растений методом той же аэропоники, который, кстати, отличается от гидропоники низкой потребностью в воде, доставлять которую в космос — дело накладное. В перспективе такие «грядки» могут обеспечить космонавтов не только пищей, но и кислородом. Возможно, с их помощью можно будет очищать воду до состояния питьевой, а часть выращенной биомассы будет использоваться для получения топлива.

«Я уверена, что к тому моменту, когда мы достигнем того уровня развития, который позволит нам полноценную колонизацию Луны или соседних планет, техники выращивания растений без почвы будут усовершенствованы для практического использования там», — говорит Элен Грабер.

Напомним, кстати, что, по мнению некоторых специалистов, состав марсианского грунта вполне позволяет на нем «выращивать спаржу». Читайте: «Марсианские грядки».

Загрузка статьи...