Sind die Bedingung für die menschliche Existenz auf den Mars ...

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24 Aufgrund der Halbwertszeit von 24360 Jahren des Isotops Plutonium 239 würde es aber sehr lange dauern, bis sich die radioaktive Strahlung vom Mars verflüchtigt hätte. Doch die populärste Idee ist der Versuch, einen künstlichen Treibhauseffekt auszulösen, ähnlich dem vom Menschen erzeugten auf der Erde. Dazu müsste man Treibhausgase in die Atmosphäre pumpen. Zu den natürlichen Treibhausgasen zählen Kohlenstoffdioxid, Methan sowie Wasserdampf. Ersteres macht schon einen großen Teil der Marsatmosphäre aus und ist in großen Mengen als Eis an den Polen gespeichert. Jedoch stellt es nur ein schwaches Treibhausgas dar. Methan, welches einen vergleichsweise geringen Anteil am Treibhauseffekt hat, wurde 2003 in Spuren auf dem Mars nachgewiesen. Wasserdampf macht bisher nur einen kleinen Teil der Lufthülle aus, ist jedoch ein 4mal effektiveres Treibhausgasgas als CO 2 . Weiterhin könnte man Oktafluor-Propan, das 8000mal effektiver als CO 2 ist und eine Ozonschicht nicht zerstören würde, einsetzen. Oder es kommen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), welche zwar der Entstehung einer Ozonschicht entgegenwirken würden, die jedoch ebenfalls UV-Licht absorbieren können, und deren Grundbausteine schon auf dem Mars existieren, zum Einsatz. Wenn die Atmosphäre mit diesen Gasen angereichert würde, stiege neben der Temperatur auch die Masse und somit der Bodendruck. Ab Erreichen des Tripelpunkts (0,01 °C und 6,11 mbar) kann flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren. Dies ist eine notwendige Vorraussetzung für Leben. Dieses Wasser könnte durch den hohen Kohlenstoffdioxid- Teildruck zu Kohlensäure Q16: Das Phasendiagramm für Wasser werden und so aus dem Carbonatgestein des Mars weiteres CO 2 herauslösen, was den Treibhauseffekt weiter vorantreiben würde. Da der Mars rund 1,52mal weiter als die Erde vom zentralen Stern entfernt ist, und so auch entsprechend weniger Sonnenenergie ankommt, muss die Atmosphäre auch entsprechend für
25 Infrarotstrahlung undurchlässiger sein als bei uns. Ansonsten würden weiterhin Tiefsttemperaturen auf dem Planeten herrschen. Nun würde es zwar flüssiges Wasser und eine um ca. 60 °C erwärmte Atmosphäre geben, in der man sich ohne Druckanzug bewegen könnte. Das Atmen wäre jedoch weiterhin unmöglich. Deshalb ist es notwendig Sauerstoff zu produzieren. Das NASA-Projekt „Viking“ hat ergeben, dass Bodenproben des Mars unter Zugabe von Wasser oder durch Erhitzen geringe Mengen an Sauerstoff freigeben. Auch könnte man durch die Bepflanzung des Planeten Photosynthese betreiben. Erforderlich ist dafür, dass mindestens ein CO 2 -Teildruck von 0,25 mbar vorhanden ist, da im allgemeinen gilt, dass die Photosyntheseleistung von Pflanzen unter diesem Wert deutlich abnimmt. Da die zu erwartende Konzentration an Kohlenstoffdioxid sehr viel höher sein wird, ist die Obergrenze weit wichtiger, weil sich einige Pflanzen bei zu hohen Kohlenstoffdioxidkonzentrationen nicht mehr wohl fühlen, wohingegen manche Algen in reinem CO 2 am besten gedeihen. Die Mitochondrien der Pflanzen benötigen auch Sauerstoff zur Atmung, jedoch reicht bereits ein Druck von 1 mbar dafür aus. Die Photosyntheseleistung nimmt generell mit der sinkenden Sauerstoffkonzentration bis zu einem Wert von 20 mbar zu. Zur Stickstofffixierung werden nur Partialdrücke von 1 bis zu 10 mbar benötigt. Licht ist ebenfalls unverzichtbar. Der Mars bekommt aufgrund seiner Entfernung zur Sonne nur 43 % des Lichts, das auf der Erde ankommt, was jedoch immer noch ausreichend für die Photosynthese wäre. Es müssten auch Organismen vorhanden sein, die den Boden auflockern und mit Nährstoffen versorgen. Aus dem Kapitel zum Marsboden ist hervorgegangen, dass aufgrund des alkalischen Milieus und der enthaltenen Stoffe nur wenige Pflanzen auf dem Mars gedeihen können. Sollte es gelingen unter all diesen Bedingungen Sauerstoff zu produzieren, würde sich auch unter der Einwirkung der UV-Strahlen eine Ozonschicht bilden (Vergleich Kapitel 1.1). Neben Sauerstoff muss Atemluft auch noch ein ungiftiges, nicht brennbares, träges Puffergas beinhalten. Auf der Erde ist dies Stickstoff, auch wären Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon geeignet. Jedoch sind die Vorkommen dieser Halogene auf dem Mars so gering, dass sie als Puffer nicht in Betracht kommen. Man ist also wieder auf Stickstoff angewiesen, welcher jedoch nur 2,7 % der momentanen Atmosphäre ausmacht. Es bleibt also nur die Hoffnung, dass im Boden Stickstoff als Nitrat oder Nitrit gespeichert ist. Das Argument, Mars und Erde seien aus den gleichen Elementen entstanden und es müsse deshalb N 2 auf dem roten Planeten vorhanden sein, wurde bisher nicht durch entsprechende Funde bestätigt.
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