Zonnestelsel

Een bedrieglijk aards lijkend landschap op Mars, gefotografeerd door de Marsrover Curiosity. Anders dan op aarde kleurt de lucht op Mars blauw bij zonsondergang. Dit komt door de andere Rayleigh-verstrooiing van kooldioxide.

Video: panorama op Mars

Deze video, die een panorama gemaakt door Marsrover Spirit toont, dateert van 2005, maar je waant je anderhalve minuut op de Rode Planeet.

Het maken van dit panorama kostte het team achter Spirit drie sol (drie Marsdagen; een sol (dag op Mars) duurt 24 uur en 37 minuten). De daglengte op Mars is bijna gelijk aan die van de aarde. De temperaturen zijn erg laag, maar daar valt een mouw aan te passen. Een groter probleem is de lage zwaartekracht, waardoor de spieren van kolonisten verzwakken.
Hoe zou het zijn om zelf op het oppervlak van onze buurplaneet te staan? Zullen we als mensheid er binnen tien jaar in slagen om onze vleugels uit te slaan en deze dorre woestenij tot leven te wekken?

Meer informatie
NASA

Een bedrieglijk aards lijkend landschap op Mars, gefotografeerd door de Marsrover Curiosity. Anders dan op aarde kleurt de lucht op Mars blauw bij zonsondergang. Dit komt door de andere Rayleigh-verstrooiing van kooldioxide.
Een bedrieglijk aards lijkend landschap op Mars, gefotografeerd door de Marsrover Curiosity. Anders dan op aarde kleurt de lucht op Mars blauw bij zonsondergang. Dit komt door de andere Rayleigh-verstrooiing van kooldioxide.
De Amerikanen hebben als eerste hun vlag in de maan geprikt. Maar het Ruimteverdrag verbiedt eigendomsclaims.. Wat nu? Bron: NASA

Ruimteverdrag: Van wie is de maan?

Door het Ruimteverdrag is het voor landen niet mogelijk om een stuk “real estate”  in de ruimte, bijvoorbeeld op de maan, in te pikken. Maar mogelijk is er een loophole, althans: vinden de Amerikanen. Privépersonen en -bedrijven vallen volgens hen niet onder het Ruimteverdrag. Wie heeft er gelijk?

Het Ruimteverdrag is achterhaald en belemmert op dit moment de ontwikkeling van de mensheid. Er zal m.i. een vorm van eigendomsrechten moeten worden geregeld, of een VN-bureau moet zich hierom bekommeren. Anders dreigt anarchie. Een ruimteoorlog tussen bijvoorbeeld Virgin Galactic en Spaceship One is iets waar denk ik niemand op zit te wachten.

Lees ook:
Stad op de maan

De Amerikanen hebben als eerste hun vlag in de maan geprikt. Maar het Ruimteverdrag verbiedt eigendomsclaims.. Wat nu? Bron: NASA
De Amerikanen hebben als eerste hun vlag in de maan geprikt. Maar het Ruimteverdrag verbiedt eigendomsclaims.. Wat nu? Bron: NASA
Welk proces levert de enorme energie van de zon? - Wikimedia COmmons

Waarom schijnt de zon?

Als de zon uit fossiele brandstof had bestaan, en de omringende ruimte uit een aardachtige atmosfeer, was de zon al na enkele millennia uitgebrand. De zon schijnt echter al meer dan 5.000.000.000 jaar.

Het geheim: kernfusie. Deze verloopt bij de zon in enkele stappen: protonen fuseren tot deuterium, dat weer fuseert tot helium-4. Hierbij komt veel energie vrij, maar de reactie wordt geremd door de zeer trage snelheid waarmee protonen tot deuterium fuseren.
Door een delicaat evenwicht tussen de snelheid waarmee deuterium wordt gevormd en de zwaartekracht, blijft de zon ongeveer zijn grootte behouden. Toch zal op een dag, gelukkig miljoenen generaties na nu, de zon door zijn waterstof heenraken. De zon verandert dan in een rode reus, die Mercurius, Venus en waarschijnlijk ook de aarde op zal slokken. Dit zal nog miljarden jaren duren, dus we hebben dus ruim de tijd om een oplossing voor dit probleem te bedenken.

Welk proces levert de enorme energie van de zon? - Wikimedia COmmons
Welk proces levert de enorme energie van de zon? – Wikimedia COmmons

De rivierachtige structuren op deze foto worden werkelijk door stromend water veroorzaakt, wijst onderzoek uit.

Bevestigd: er is vloeibaar water op Mars

Een tot dusver vermoed verschijnsel blijkt werkelijk te bestaan: vloeibaar water op Mars. Wat zijn de gevolgen?

Het voornaamste verschil tussen de aarde en Mars is het ontbreken van oceanen op de rode buurplaneet. Water is essentieel voor leven, zoals wij dat op aarde kennen. Er is geen organisme op aarde, dat volkomen zonder water kan functioneren, al zijn er wel organismen, zoals beerdiertjes en veel bacteriën, die in uitgedroogde slaaptoestand kunnen gaan. Kortom: geen leven (zoals wij dat kennen) zonder water.

De rivierachtige structuren op deze foto worden werkelijk door stromend water veroorzaakt, wijst onderzoek uit.
De rivierachtige structuren op deze foto worden werkelijk door stromend water veroorzaakt, wijst onderzoek uit. Bron: NASA

Het doorslaggevende bewijs
Al langer is bekend dat er op Mars geulvormige structuren voorkomen. Deze kunnen eigenlijk alleen door stromend water worden veroorzaakt, al zouden wetenschappers geen wetenschappers zijn, als ze niet allerlei andere alternatieve verklaringen zouden zoeken. Deze geulen, hellingslineae, zijn onder meer aangetroffen op de helling van de Hale-krater.
De Mars Reconnaissance Orbiter, een satelliet die rond Mars draait, heeft een camera met spectrometer aan boord. Een spectrometer meet de intensiteit van verschillende golflengtes licht (en andere elektromagnetische straling) en kan op deze manier vaststellen uit welk type chemische verbindingen het oppervlak van een object bestaat. Met deze spectrometer zijn perchloraten (een chemische verbinding die je niet in je kleren wilt krijgen, omdat het perchloraation chemisch extreem agressief is) aangetroffen. Dat er op Mars perchloraten voorkomen wisten we al langer. Dit is echter de eerste keer dat gehydreerde perchloraten zijn aangetroffen. Dat wil zeggen: perchloraten met water in het kristalrooster. Dit kan zich alleen vormen in vloeibaar water. Met andere woorden: it is het eerste harde bewijs dat er vloeibaar water voorkomt op Mars. Reden voor veel vreugde bij de mannen en enkele vrouw van NASA, die wel een opstekertje kunnen gebruiken.

Wat betekent dit nu voor de mogelijkheden voor leven op Mars?
Water, we zagen het al, is letterlijk een kwestie van leven of dood. Is er geen water, dan kan er geen leven zoals we dat op aarde kennen voorkomen. Nu we weten dat er vloeibaar water op Mars voorkomt, wordt de kans een stuk groter dat er leven op Mars bestaat. Dit moet zich dan wel onder de oppervlakte schuilhouden, want de dunne atmosfeer van Mars beschermt nauwelijks tegen dodelijke zonnewind en kosmische straling. Op beschutte plekken kan bijvoorbeeld korstmos het op Mars volhouden. Of er werkelijk leven op Mars bestaat is uiteraard nog de vraag, maar de kans is behoorlijk groot. De reden: om de paar miljoen jaar wordt de aarde getroffen door een planetoïde, die brokstukken van de aarde in de ruimte slingert. Enkele brokstukken van de aarde moeten op Mars zijn beland: we hebben hier namelijk ook meteorieten, afkomstig van Mars, aangetroffen.

Het aardoppervlak krioelt van het leven. De kans is daarmee reëel, dat aardse bacteriën mee zijn gereisd met een meteoriet, het heelhuids tot de oppervlakte van Mars gebracht hebben en daar hebben overleefd. Wel moeten dit dan extreem taaie bacteriën zijn geweest: het water dat op Mars voorkomt, is in feite pekel. Zelfs in de Dode Zee is leven, dus in principe is het goed mogelijk dat bacteriën in deze pekel overleven. Het is ook niet ondenkbaar dat het aardse leven op Mars ontstaan is en door meteorieten naar de aarde is gebracht, zoals sommige evolutiebiologen geloven.

Bronnen
NASA confirms evidence that liquid water flows on today’s Mars, nasa.gov
L. Ojha et al., Brine on Mars, Nature Geoscience, 2015

Het einde van het zonnestelsel zal vermoedelijk komen omdat de zon uitgeput raakt. Bron: Wikimedia Commons

Video: einde van het zonnestelsel

Als de aarde wordt getroffen door bijvoorbeeld een komeet, kunnen we nog naar Mars vluchten. Maar wat als ook het zonnestelsel wordt vernietigd?

Het zonnestelsel bestaat al zo lang als de aarde: 4,55 miljard jaar. In zijn bestaan heeft het zonnestelsel al enkele verwoestende episodes meegemaakt. Zo dragen de maan en de aarde de sporen van de Late Heavy Bombardment en hebben eerder de gasreuzen Uranus en Neptunus banen gewisseld, waardoor het zonnestelsel werd ontwricht. Maar wat als een rode dwerg het zonnestelsel doorkruist? Of, uiteindelijk, de zon een rode reus wordt en de aarde op zal slokken? Vragen die voorlopig nog niet spelen, maar toch…

Het einde van het zonnestelsel zal vermoedelijk komen omdat de zon uitgeput raakt. Bron: Wikimedia Commons
Het einde van het zonnestelsel zal vermoedelijk komen omdat de zon uitgeput raakt. Bron: Wikimedia Commons
Is Nemesis de oorzaak van uitstervingsgolven?

Nemesis, het boze broertje van de zon

Sommige astronomen denken dat de zon in feite een dubbelster is, en dat een rode dwerg, die ze Nemesis noemen, elke 26 a 27 miljoen jaar uitstervingsgolven veroorzaakt. Maar waarom kunnen we Nemesis niet zien?

De onderzoekers denken dat we Nemesis niet kunnen zien om twee redenen. Nemesis is volgens de aanhangers van de Nemesis-hypothese een zeer lichtzwakke ster en staat relatief ver weg, in de oorspronkelijke hypothese 1,5 lichtjaar ver.
Dit maakt dat een omloop van Nemesis heel lang zou duren, volgens de theorie dus 26 miljoen jaar.

Nemesis was in de oorspronkelijke theorie een rode dwerg, klasse M. Ondertussen weten we dat er nog lichtzwakkere objecten bestaan: klasse L, T en Y dwergen, die te klein zijn voor de proton-proton waterstoffusie. Alleen deuteriumfusie en samentrekking door de zwaartekracht (wat ook energie oplevert) kan optreden in deze zwakke objecten, waardoor ze erg koel zijn, klasse Y dwergen zelfs lager dan kamertemperatuur. Als Nemesis een klasse Y dwerg of een gasreus is, zou deze onzichtbaar zijn en alleen door infraroodstraling waargenomen kunnen worden.

Om de uitstervingsgolven te veroorzaken moet Nemesis een elliptische baan hebben, die de doodsster in zijn perihelium (dichtste punt bij de zon) in de Oortwolk brengt. De Oortwolk is een ijle wolk met ruimtepuin, dat ver voorbij de baan van Neptunus ligt en zich nooit tot een volwaardige planeet heeft kunnen ontwikkelen. Als een zwaar object als een rode of bruine dwerg zich in de Oortwolk beweegt, worden ijsasteroïden, oftewel kometen uit hun baan gerukt en richting het binnenste deel van het zonnestelsel gestuurd. Het gevolg: de aarde wordt gebombardeerd door asteroïden. Of Nemesis werkelijk bestaat? Dat is zeer de vraag, al is het bestaan van de ‘doodsster’ niet uit te sluiten.
Wel is duidelijk, dat er iets elke 26 a 27 miljoen jaar een ramp veroorzaakt. Uiteraard kunnen we er maar beter op tijd achter komen, wat precies. Gelukkig hebben we nog zeker 11 miljoen jaar om uit te vinden wat precies.

Is Nemesis de oorzaak van uitstervingsgolven?
Is Nemesis de oorzaak van uitstervingsgolven?

Artist impression van Majorana-anapolen.

Anapole donkere materie: heeft donkere materie een onzichtbaarheidsmantel?

Vijfzesde van de materie in het heelal bestaan uit materie die we niet waar kunnen nemen, anders dan door zwaartekracht. Natuurkundigen over de hele wereld pijnigen zich de hersenen over de aard van deze materie. Een nieuw, eenvoudig maar krachtig idee wordt de laatste jaren steeds populairder. Zou donkere materie zich vermommen door anapole elektromagnetische velden die elkaar cancelen?

Anapool (boven), elektrische dipool en magnetische dipool (onder).
Anapool (boven), elektrische dipool en magnetische dipool (onder).

Anapolen: onzichtbare velden
Eerst een lesje Grieks. Een magneet heeft een noord- en zuidpool, twee polen dus en heet daarom een dipool. Een elektrische lading kan wel los voorkomen en vormt een enkele pool, een monopool. Uiteraard kan van een positieve lading, gescheiden van een negatieve lading, ook een dipool gemaakt worden. Er bestaan ook elektromagnetische velden met vier polen (quadrupolen) en acht polen (octapolen). Anapolen (zonder pool) kennen geen enkele pool. Een anapool veld is van buiten onzichtbaar. Een elektromagnetische onzichtbaarheidsmantel dus. Wat, als donkere-materiedeeltjes door zo’n anapool veld omgeven worden en daarom onzichtbaar zijn? Dit zou verklaren, waarom ze niet waar te nemen zijn.

Majoranadeeltjes
De op mysterieuze wijze in 1934 verdwenen Italiaanse natuurkundige Ettore Majorana veronderstelde dat er fermionische deeltjes bestaan, die hun eigen antideeltjes zijn. Deeltjes met deze eigenschap staan bekend als Majoranadeeltjes. Majoranadeeltjes zijn een aantrekkelijke kandidaat voor donkere materie, omdat ze alleen met elkaar reageren. Tot nu toe zijn er nog geen Majoranadeeltjes gevonden, alleen quasideeltjes met Majorana-eigenschappen. Fotonen zijn hun eigen antideeltjes en kunnen elkaar annihileren, maar dit zijn bosonen, geen fermionen.

Hoe zien anapolen er uit?
Magnetische anapolen zijn oorspronkelijk in 1958 voorgesteld door de briljante Sovjetnatuurkundige Yakov Zel’dovich. In 1977 aangetoond in de atoomkernen van cesium-133 and ytterbium-174. In deze oplossing lopen de magnetische veldlijnen in een ring. De elektrische veldlijnen omcirkelen deze ring als hoepels, zie de bovenste afbeelding in het diagram. Je kan zien dat er geen enkele veldlijn ontsnapt uit deze structuur. De reden dat anapolen vrijwel onmogelijk waar te nemen zijn.

Artist impression van Majorana-anapolen.
Artist impression van Majorana-anapolen.

Anapolen enige toegestane veld rond Majoranadeeltjes
In een artikel analyseerden de natuurkundigen  Robert Scherrer en Chiu Man Ho, die voor Vanderbilt University werken, welke vormen van elektromagnetische velden rond Majoranadeeltjes zijn toegestaan volgens de kwantummechanica. [2] Naar bleek, kunnen alleen anapolen rond Majoranadeeltjes voorkomen.

Hoe sneller, hoe meer wisselwerking
Hoe sneller anapolen bewegen, hoe sterker ze wisselwerken. Bij het ontstaan van het universum zou dan veel donkere materie deze wisselwerking hebben vertoond. Nu is door de veel lagere snelheden wisselwerking zeldzaam, waardoor de donkere materie rond zou blijven kolken.

Zou dit de verklaring voor donkere materie kunnen vormen?
Deze theorie is een erg elegant stukje natuurkunde. Er hoeft geen nieuwe natuurkracht te worden verzonnen, een beroep op de oude, vertrouwde elektromagnetische kracht is voldoende. Twee netelige problemen: de net als hun bedenker al een kleine eeuw vermiste Majoranadeeltjes en een ontbrekende verklaring voor de donkere materie worden in één klap opgelost. Scherrer en Ho tonen ook overtuigend aan, dat alleen een anapool veld rond een Majorana-fermion voor kan komen. Met andere woorden: bestaat het Majorana-fermion, dan moet het een anapool veld hebben, dus vrijwel onwaarneembaar zijn.

Het enige wat ontbreekt aan deze theorie is de detectie van het Majorana-fermion. Door deze duidelijke wiskundige omschrijving is het opzetten van een goed experiment om het deeltje aan te tonen of juist uit te sluiten, wel een stuk eenvoudiger geworden.

Anapolen als onzichtbaarheidsmantel en energieopslag
Zou je in staat zijn zelf grote anapolen te maken, dan zou je hierin energie op kunnen slaan. Ook zou je structuren ‘onzichtbaar’ kunnen maken. Dit laatste is precies wat een groepje Australiërs aan de Australian National University heeft gedaan. [4] Door de ladingen hierbinnen zo te verdelen dat zich een anapool vormde, slaagden de onderzoekers er in, schijfjes silicium op nanoschaal onzichtbaar te maken. Kortom: er zou wel eens een hoorn des overvloeds aan nieuwe technologie en mogelijkheden uit dit principe kunnen vloeien. [5]

Bronnen
1. Chiu Man Ho en Robert J. Scherrer, Anapole dark matter, Phys. Rev. Letters B, 2013
2. Boudjema, F.; Hamzaoui, C.; Rahal, V.; Ren, H. C., Electromagnetic properties of generalized Majorana particles (1989), Phys. Rev. Lett. 62 (8): 852–854,doi:10.1103/PhysRevLett.62.852
3. New, simple theory may explain mysterious dark matter, Vanderbilt University News, 2013
4. Andrey E. Miroshnichenko et al., Nonradiating anapole modes in dielectric nanoparticles. Nature Communications, 2015; 6: 8069 DOI:10.1038/ncomms9069
5. New Theory to lead to radiationless revolution, ANU Newsroom, 2015

Heeft de aarde haren van donkere materie?

‘Aarde heeft manen van donkere materie’

Mogelijk stroomt er een waaier van donkere materie uit de aarde.

Bijna 85% van de materie in het universum bestaat uit zogeheten donkere materie: materie die nog niet direct is waargenomen omdat het alleen door middel van zwaartekracht met normale materie wisselwerkt. Volgens simulaties is donkere materie niet gelijkmatig verdeeld, maar vormt de substantie rookringen, schijven en stromen.

Heeft de aarde haren van donkere materie?
Heeft de aarde haren van donkere materie?

Gary Prezeau van het Jet Propulsion Laboratory in Californie vroeg zich af wat er zou gebeuren als een stroom donkere materie de aardbol zou doorkruisen. Volgens zijn rekenmodel zal de zwaartekracht van onze planeet de donkere materiestroom bundelen en concentreren op een punt. Dit lens-effect zou de donkere materie concentreren op een smalle as, die dwars door de kern van de aarde loopt. De dichtheid van donkere materie binnen deze stroom zou op het brandpunt meer dan een miljard maal hoger zijn dan de gemiddelde dichtheid. Ook een gasreus als Jupiter wekt deze stromen op, die in het geval van deze reuzenplaneet rond honderd maal zo geconcentreerd zijn als die van de aarde.

Prezeau noemt deze structuren haren. Het brandpunt, of wortel van een dergelijke haar zou zich op een miljoen kilometer boven de aarde bevinden, iets boven de maan, aldus Prezeau. Op dit moment sparen natuurkundigen kosten nog moeite om donkere materie te vinden in een deeltjesdetector. De resultaten zijn dubbelzinnig. Prezeau stelt dat de kansen om donkere materie te vinden wel eens drastisch toe zouden kunnen nemen, als een detector precies binnen zo’n haar zou worden geplaatst.

Mogelijk verklaart dit ook, waarom sommige detectoren een duidelijk ‘signaal’  van donkere materie waarnemen en andere niet. Deze detectoren liggen dan binnen een dergelijke bundel.

Bron
Gary Prezeau, Dense Dark Matter Hairs Spreading Out from Earth, Jupiter and Other Compact Bodies, Arxiv pre-press server, 2015

Zedenmisdrijven in de toekomst kunnen we ons waarschijnlijk niet voorstellen.

Zedenmisdrijven in de toekomst

Hoe kunnen exponentiële technieken zedenmisdrijven voorkomen, en welke nieuwe manieren zullen de perverselingen van de toekomst verzinnen om aan hun trekken te komen?

Waarom plegen mensen zedenmisdrijven?
Ruwweg zijn zedendelicten misdrijven, waarbij sprake is van (vaak seksueel) gedrag dat tegen de heersende wetten ingaat. Deze wetten zijn dan weer een uitvloeisel van wat de machthebbers zedelijk vinden. Zo is in Iran, waar sji’itische ayatollahs de dienst uitmaken, het niet dragen van een hoofddoekje of een homoseksuele relatie een zedenmisdrijf, in Zweden, waar bij de elite een sterke vijandigheid bestaat tegen patriarchaal gedrag, het betalen voor seks. Zedenmisdrijven zijn dus bij uitstek de cultuurgeladen component van misdaad. Sommige Nederlandse zedenmisdrijven, zoals verkrachting, zijn bijna wereldwijd erkend als een zware misdaad, andere zedenmisdrijven, zoals het alcohol voeren aan een dronken persoon, niet.

Zedenmisdrijven in de toekomst kunnen we ons waarschijnlijk niet voorstellen.
Zedenmisdrijven in de toekomst kunnen we ons waarschijnlijk nog niet voorstellen.

Mensen plegen zedenmisdrijven hoofdzakelijk om drie redenen. Uit lust, uit winstbejag of als daad van geweld of wraak. Er kan in zeldzame gevallen ook sprake zijn van onwetendheid. Omdat de mens fundamenteel niet verandert, zullen de motieven hetzelfde blijven.

Toekomstige zedenmisdrijven
Misdadigers zullen in de toekomst veel meer mogelijkheden hebben dan nu. Enkele, denkbare, misdaden zijn:
Mind rape. Als het technisch mogelijk wordt iemands geest te downloaden, kan deze in principe gekopieerd worden. Er lopen dan twee, of meer, kopieën rond van dezelfde persoon. Deze geest kan in het brein van een seksrobot, of een ander lichaam, geladen worden. Een geesteszieke crimineel kan dan deze persoon ongeremd misbruiken, of laten misbruiken door anderen.
Mind hacking. Onze geest bestaat uit informatie en is wat dat betreft niet heel verschillend van bijvoorbeeld een boek of een usb-stick. Als in de verdere toekomst hersenen en ‘wetware’ met elkaar gaan versmelten, kunnen hackers inbreken in onze geest. Nu al is er een hele bedrijfstak die zich dagelijks bezighoudt met het beïnvloeden van mensen: de reclamebedrijven. In dictaturen is dit de propaganda-afdeling. Een hacker kan bijvoorbeeld herinneringen implanteren, of juist wissen. Wil je je ex terug? Geen punt. Wis even alle herinneringen aan dat onweerstaanbaar aantrekkelijke nieuwe vriendje van haar, en vervang die door een horrorervaring waar de concurrentie de rol van Hannibal Lecter in speelt. Nu zijn neurologen er al in geslaagd bij muizen valse herinneringen te implanteren, of ze juist te wissen. Dat dit uitermate enge toepassingen kent bij mensen, kunt u zich vermoedelijk levendig voorstellen.
Bespioneren en filmpjes online zetten. Camera’s en zendapparatuur worden steeds kleiner. Daardoor wordt het ook steeds gemakkelijker om mensen af te luisteren of te filmen, bijvoorbeeld tijdens een intiem moment. Hiermee kunnen mensen weer gechanteerd worden tot bijvoorbeeld het leveren  van seksuele diensten.
Overname van het lichaam. Alle zenuwsignalen van de hersenen reizen via het ruggenmerg in de hals richting de rest van het lichaam. Een zeer krachtige computer, die het gekliefde ruggenmerg  afluistert, zou deze signalen kunnen onderscheppen. Er is dan sprake van remote control; je zou het lichaam van die persoon dan geheel onder controle hebben en deze bijvoorbeeld al zijn geld laten overmaken, haar steun uitspreken voor een politieke kandidaat of een wurgcontract laten tekenen.  Een Manchurian Candidate dus, maar dan veel ingrijpender.

Hoe voorkomen we deze misdrijven?
Het goede nieuws is, dat de techniek ons ook beschermt tegen gevaren, en dat het aantal goedwillende slimme mensen veel groter is dan het aantal psychopaten. Op dit moment wordt er al uitgebreid nagedacht over de ethische kanten aan de zich snel ontwikkelende techniek. Criminelen zijn heel erg creatief. Daarom kunnen we er op rekenen, dat ze ontelbare nieuwe manieren zullen verzinnen om misdaden te plegen met de waaier aan nieuwe techniek die er de komende jaren aankomt. Wij, de goedwillende mensen, moeten dus  nadenken over manieren waarop technieken misbruikt kunnen worden en hier oplossingen voor verzinnen.

Mars, na 200 jaar terravorming. Kunnen we zo een nieuwe zusterplaneet van de aarde creëren?

Terravorming op onze buurplaneten

De laatste vijftig jaar zijn wetenschappers intensief bezig met het exploreren van de ruimte naar mogelijk buitenaards leven. Zij zoeken naar exo-planeten die zich ten opzichte van de moederster in de “goldilock” zone bevinden, dus niet te ver en niet te dichtbij de moederster zodat water in vloeibare toestand op de planeet aanwezig kan zijn. Astronomen hebben dankzij de goede werking van de Kepler satelliet al vele exo-planeten ontdekt met mogelijkheden op leven. Deze exo-planeten worden ontdekt omdat zij minieme doch detecteerbare periodieke fluctuaties in de helderheid van de moederster veroorzaken. Hoe groter en hoe dichterbij de planeet bij de moederster zich bevindt, des te gemakkelijker deze te detecteren en te traceren is. Ook komen grote manen bij grote gasvormige planeten in aanmerking voor de belangstelling van de astronomen van planeet aarde. Een mooie artistieke impressie van een grote maan met leven is de Blue Moon, die je online kunt bezoeken op YouTube.

Mars, na 200 jaar terravorming. Kunnen we zo een nieuwe zusterplaneet van de aarde creëren?
Mars, na 200 jaar terravorming. Kunnen we zo een nieuwe zusterplaneet van de aarde creëren?

De wetenschappers zijn er zich van bewust dat de meeste exo-planeten buiten ons huidig reisbereik vallen. De bekende exo-planeten met mogelijk leven op kosmisch relatief korte afstand zijn de vier planeten van de rode dwerg Gliese 581 die zich op iets meer dan 20 lichtjaren afstand bevinden.

De wetenschappers zijn daarom meer geïnteresseerd in het leefbaar maken van onze eigen buurplaneten Venus en Mars. Het proces van leefbaar maken van een schijnbaar levenloze planeet heet terraforming in het Engels en terravorming in het Nederlands.

De atmosfeer op Venus kenmerkt zich door een hoge druk van 90-95 atmosfeer en een grondtemperatuur rond de 480 ºC. De atmosfeer bestaat grotendeels uit CO2.

De atmosfeer op Mars kenmerkt zich door lage druk van 0,01 atmosfeer en een gemiddelde grondtemperatuur van -70 ºC (op de evenaar kan de temperatuur oplopen tot 10 ºC) en evenals het geval is bij Venus bestaat de atmosfeer grotendeels uit CO2.

Terravorming op Mars:
Met één simpele chemische reactie kunnen wij de CO2 op Mars omzetten in een niet-toxisch, zwaar broeikasgas en O2, zuurstof.

Het broeikasgas is bijna 4X zo zwaar als lucht en 6500 keer sterker als broeikasgas dan CO2. Als alle CO2 op Mars vervangen is door dit gas, zal de temperatuur op de evenaar kunnen stijgen naar een aangename 20 ºC.

Echter, het gas dat deze reactie zal initiëren is zeer giftig en corrosief en daardoor moeilijker te vervoeren. Dit gas zou op Mars in situ kunnen worden gesynthetiseerd indien de grondstoffen hiervoor aanwezig zijn. Dit zal moeten worden onderzocht.

Terravorming op Venus
Op Venus zou de partiële CO2 druk verminderd kunnen worden door grootschalige introductie van NaOH, natriumhydroxide, dat in de Venusiaanse atmosfeer snel tot NaHCO3, natriumbicarbonaat, zal worden omgezet. Echter, om een redelijk effect te bewerkstelligen, zullen zulke grote hoeveelheden NaOH nodig zijn dat het bijna onmogelijk lijkt: rondom Venus bevindt zich 4,8×1020 kg CO2. Ter vergelijking: alle oceaanwater op aarde heeft een massa van 1,4 Ã— 1021 kg, ongeveer twee keer zoveel. Hiervan is ongeveer 3,5% zout. Je zou dus kunnen zeggen dat Venus een verdampte oceaan van kooldioxide heeft. Tenzij de wetenschappers een methode vinden om het beschikbare NaCl, keukenzout, op aarde snel, effectief en op milieuvriendelijke wijze om te zetten naar NaOH en om de diepe zwaartekrachtsput van de aarde te overwinnen.

NaOH wordt op industriële schaal bereid door elektrolyse van zout water, waarbij waterstof ontstaat aan de kathode en chloor aan de anode. Door het verdwijnen van protonen H+ aan de kathode en Cl- aan de anode, wordt de NaCl oplossing netto omgezet in een NaOH oplossing.

Als het NaOH zal worden bereid uit elektrolyse van zeewater zullen enorme hoeveelheden chloor als bijproduct ontstaan. Waar zal dit chloor worden opgeslagen en waarvoor zal dit chloor kunnen dienen, nu chloor in anorganische verbindingen steeds meer vervangen wordt door actieve zuurstof, alias peroxide?

In het hierop volgende artikel zouden we een schatting kunnen maken van de totale hoeveelheid CO2 in de atmosfeer van Venus om zo de hoeveelheid benodigd NaOH te berekenen.

Of is er een lezer(es) die deze schattingen en berekeningen al heeft uitgevoerd?