รู้หรือไม่? ดินดาวอังคารเป็นพิษ
ในภาพยนตร์ดัง The Martian (เดอะ มาร์เชียน กู้ตาย 140 ล้านไมล์) ซึ่งนำแสดงโดย Matt Damon ในปี 2015 เราจะเห็นฉากที่พระเอกพยายามเอาตัวรอดด้วยการปลูกมันฝรั่งบนดินของดาวอังคาร โดยคลุกดินดาวอังคารกับอุจจาระเพื่อเพิ่มปุ๋ยให้กับดิน และใช้น้ำที่แยกจากเชื้อเพลิงจรวดในการปลูกมันฝรั่ง จนเอาตัวรอดมาได้ในสภาพคล้ายคนที่ “เรือแตกบนเกาะร้าง” ระหว่างรอการช่วยเหลือจากทางโลก
ฉากปลูกมันฝรั่งจากหนังดัง The Martian (2015)
แต่ในความเป็นจริงแล้ว การปลูกพืชด้วยดินดาวอังคาร มีอุปสรรคสำคัญอยู่ประการหนึ่ง คือสารกลุ่มเปอร์คลอเรต (ClO4−) ซึ่งมีปะปนอยู่ในดินดาวอังคารในความเข้มข้นระหว่าง 0.5–1 % ซึ่งบนโลกจะผลิตสารพวกนี้ใช้ในเชิงพานิชย์ในรูปของ แอมโมเนียมเปอร์คลอเรต (NH4 ClO4 ) กรดเปอร์คลอริก (HClO4 ) โพแทสเซียมเปอร์คลอเรต (KClO4 ) และโซเดียมเปอร์คลอเรต (NaClO4 ) สารในกลุ่มนี้ใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ในเชื้อเพลิงดอกไม้ไฟ และเชื้อเพลิงของจรวดเชื้อเพลิงแข็ง
นอกจากนี้ยังใช้ผลิตไม้ขีดไฟ และลิเทียมเปอร์คลอเรตยังใช้เป็นแหล่งกำเนิดออกซิเจนสำรองเพราะเมื่อสลายตัวแบบคายความร้อน มันจะให้ออกซิเจนออกมาด้วย อย่างไรก็ตามหากมีเปอร์คลอเรตปนเปื้อนในน้ำ อาหาร หรือสิ่งแวดล้อม เช่น อากาศที่นักบินอวกาศอาจหายใจเข้าไปบนสภาพแวดล้อมบนดาวอังคาร ก็อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพได้หากสัมผัสในระยะยาว เนื่องจากมีความเป็นพิษต่อต่อมไทรอยด์
นอกจากเป็นพิษกับมนุษย์แล้ว ยังเป็นอุปสรรคในการเจริญของพืชอีกด้วย โดยในปีนี้ได้มีการทดลองศึกษาการปลูกพืช โดยจำลองดินบนดาวอังคารด้วยวัสดุที่เหมือนกันบนโลกที่คัดขนาดอนุภาคต่างๆ รวมถึงแร่ธาตุ และสมบัติทางเคมีให้เหมือนดินดาวอังคารทุกประการ และเติมสารแมกนีเซียมเปอร์คลอเรตลงไป เพื่อศึกษาผลต่อการงอกและเจริญเติบโตของพืช โดยใช้ตัวอย่างเป็นผักโขม (amaranth) และถั่วแขก ซึ่งได้รับการคลุกด้วยไรโซเบียมเพื่อตรึงไนโตรเจน ซึ่งพบว่าในดินปกติที่ใส่เปอร์คลอเรตนั้น ผักโขมไม่งอกเลยไม่ว่าที่ความเข้มข้นเปอร์คลอเรตเท่าใดก็ตาม
แต่ถั่วแขกยังงอกได้ที่ความเข้มข้นเปอร์คลอเรต 1% โดยน้ำหนัก แต่ก็เติบโตได้อย่างจำกัดโดยมีขนาดใบ และมวลของต้นพืชลดลงกว่าปกติมาก โดยการคลุกไรโซเบียมช่วยได้เล็กน้อย ในขณะที่ในดินดาวอังคารจำลองนั้นหากมีเปอร์คลอเรต พืชทั้งสองชนิดไม่ขึ้นเลย และดินดาวอังคารจำลอง ที่ไม่มีเปอร์คลอเรตเลยนั้น ขึ้นเฉพาะถั่วแขก
Growth of Arabidopsis thaliana in a Mars soil simulant
อีกงานวิจัยหนึ่งในปีนี้ คือการทดลองปลูกต้น อะราบิดอบซิส ธาเลียนา (Arabidopsis thaliana) หรือต้นเธลเครส ซึ่งเป็นพืชกลุ่มเดียวกับต้นบรอกโคลี และต้นผักกาดหอม (Lactuca sativa) ในดินของดาวอังคารที่ทำเทียมขึ้นสามสูตร สูตรแรกทำจากแร่ธาตุที่ขุดจากแหล่งแร่ที่ฮาวาย สูตรที่สองจากทะเลทรายโมจาวี และสูตรที่สามทำขึ้นใหม่ทั้งหมดจากหินภูเขาไฟ ดินเหนียว เกลือแร่ และสารเคมีอื่นๆ ที่ยานโรเวอร์คูริโอซิตี้ของนาซ่าค้นพบบนดาวอังคาร ซึ่งเหมือนดินดาวอังคารทุกประการ
ผลการศึกษาพบว่า แม้ว่าพืชทั้งสองจะสามารถอยู่รอดได้ในดินที่เหมือนดินดาวอังคาร ที่ขุดมาจากแหล่งที่พบตามธรรมชาติ แต่ดินดาวอังคารสังเคราะห์ในสูตรที่สามนั้น พืชทั้งสองชนิดไม่ขึ้นเลย ซึ่งทีมวิจัยสรุปว่าน่าจะเป็นเพราะมีความเป็นด่างมากเกินไป (pH >9) และแม้แต่ทำให้ดินสูตรที่สามเป็นกรดมากขึ้น พืชก็ยังคงใช้เวลาโตนานขึ้นเป็นสองเท่าในดินดังกล่าว แม้ว่าจะไม่ใส่เปอร์คลอเรตเลย ซึ่งหากใส่ลงไปในความเข้มข้นเท่าที่พบบนดาวอังคาร ก็พบว่าพืชไม่ขึ้นเลย
การผลการศึกษา จะเห็นได้ว่าการจะเพาะปลูกบนดาวอังคาร มนุษย์จะต้องจัดการกับสารเปอร์คลอเรตให้ได้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง อาจด้วยวิธีที่เคยมีการเสนอเอาไว้เมื่อปี พ.ศ. 2556 โดยทีมวิจัยที่นำโดย Alfonso Davila ที่ศูนย์ คาร์ล เซแกน ที่สถาบันเซติ ซึ่งได้เสนอการเปลี่ยนวิกฤติให้เป็นโอกาส เป็นวิธีกำจัดพิษของเปอร์คลอเรต และให้ทรัพยากรที่มีค่าคือออกซิเจน และน้ำแก่มนุษย์ไปในเวลาเดียวกัน โดยอาศัยปฏิกิริยารีดักชันเปอร์คลอเรตให้เป็นคลอไรต์ โดยเอนไซม์ perchlorate reductase (Pcr) จากนั้นคลอไรต์จะถูกเปลี่ยนเป็นคลอไรด์ และออกซิเจนต่อโดยเอนไซม์ chlorite dismutase (Cld) ซึ่งหากต้องการทำปฏิกิริยาต่อ ออกซิเจนจะถูกรีดิวซ์เป็นน้ำ ด้วย oxygen reductase ซึ่งเอนไซม์เหล่านี้สามารถสกัดออกมาได้จากแบคทีเรียในกลุ่ม perchlorate reducing bacteria
ซึ่งจากแนวคิดนี้ทีมวิจัยยังออกแบบระบบกำเนิดออกซิเจนสำรองฉุกเฉินให้แก่นักบินอวกาศซึ่งใช้หายใจได้ในระยะเวลา 1 ชั่วโมง โดยใช้งานง่าย เพียงเติมน้ำลงในถุงที่มีดินดาวอังคารบรรรจุอยู่ 6 กิโลกรัม ซึ่งจะไปละลายเอาสารเปอร์คลอเรตที่ละลายได้ง่ายออกมายังภาชนะที่ใส่เอนไซม์ Pcr และ Cld ซึ่งออกซิเจนที่ผลิตออกมายังสามารถป้อนเข้าไปในชุดอวกาศได้อีกด้วย
ในด้านความเสี่ยงต่อการหายใจเอาฝุ่นที่มีเปอร์คลอเรตเข้าไปนั้น มีการอภิปรายถึงการออกแบบชุดอวกาศ ที่มนุษย์สามารถปีนเข้าไปในชุดได้โดยตรง จากรถสำรวจ หรือสถานีที่พัก ซึ่งมีระบบล็อคอากาศอย่างมิดชิด ทำให้ฝุ่นเหล่านั้นคงอยู่แต่ด้านนอกของสถานีที่พักอาศัย และยานพาหนะ ซึ่งเมื่อเราทราบว่ามีสารตัวนี้อยู่บนดาวอังคาร เราก็สามารถออกแบบอุปกรณ์เพื่อจัดการแก้ปัญหาตรงนี้ลงได้อย่างไม่ยากจนเกินไป
ไม่ว่ามนุษย์จะต้องฝ่าฟันอุปสรรคแค่ไหน ทั้งทางการแข่งขันทางการเมือง เศรษฐกิจ อุปสรรคด้านเทคนิค การก่อสร้าง การจัดหาทรัพยากร และด้านการขนส่งที่จำเป็นต่อการตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคาร รวมถึงปัจจัยเสี่ยงต่างๆ ด้านสิ่งแวดล้อม ทั้งสารพิษในดิน รังสีจากอวกาศ หรือแม้แต่ความเสี่ยงด้านชีวภาพ(ถ้ามี) แต่ผู้เขียนมีความมั่นใจในความมุ่งมั่นของคนเราในการเอาชนะปัญหาและอุปสรรคต่างๆ เหล่านั้น และรุ่นลูก รุ่นหลานของเราจะได้เห็นอาณานิคมของมนุษย์บนดาวเคราะห์ดวงนี้อย่างแน่นอน
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
