Gerçeğe Çağrı'daki gibi Mars'ın buzu eritilince solunabilir hava oluşur mu?

Paul Verhoeven'in yönettiği, başrolünde Arnold Schwarzenegger'in oynadığı Gerçeğe Çağrı (Total Recall), 1990'da vizyona girdi. Philip K. Dick'in 1966 tarihli "We Can Remember It for You Wholesale" adlı öyküsünden uyarlanan film, görsel efektleriyle Oscar kazandı ve Mars'ı popüler kültürün en akılda kalan sahnelerinden birine taşıdı.

Filmin finali bilim açısından özellikle ilginç: Bir dağın içine yerleştirilmiş, 500 bin yıllık bir uzaylı reaktörü çalıştırıldığında gezegenin buzunu eritiyor, açığa çıkan gaz yüzeye fışkırıyor ve Mars kısa sürede solunabilir bir atmosfere kavuşuyor. Kahramanlar maviye dönen gökyüzünün altında nefes alıyor. Peki gerçekte bu mümkün mü?

Film ne gösteriyor?

Filmin Mars'ında koloniler kapalı yaşam alanlarında yaşıyor ve havanın kontrolü güç demek: Kötü karakter Vilos Cohaagen, bir mahallenin hava beslemesini keserek sakinleri boğmaya kalkıyor. Hikâyenin çözümü ise tek bir makinede: Buz erir, gaz yükselir, atmosfer oluşur. Film bu dönüşümün ne kadar sürdüğünü ayrıntılandırmıyor; ama perdede olay bir sahne içinde gerçekleşiyor.

Mars'ta gerçekten ne kadar buz var?

Bu noktada film bir şeyi doğru yakalıyor: Mars'ta gerçekten çok buz var. NASA ve İtalya Uzay Ajansı'nın ortak geliştirdiği, ESA'nın Mars Express aracındaki MARSIS radarıyla 2007'de yapılan ölçümlere göre yalnızca güney kutbundaki katmanlı birikintiler, eritilse bütün gezegeni yaklaşık 11 metre derinliğinde bir su tabakasıyla kaplamaya yetecek kadar donmuş su içeriyor. Radar, bu buz katmanlarının bazı yerlerde 3,7 kilometre derinliğe indiğini gösterdi.

Yani Mars'ın bir "su sorunu" yok; sorun suyun büyük kısmının donmuş ve gezegenin havasının son derece ince olması.

Buz erise bile hava neden solunabilir olmaz?

Filmin en büyük bilimsel kaçamağı burada. Su buzu eridiğinde ortaya çıkan şey sudur, oksijen değil. Su buharı atmosfere karışabilir; ama suyu hidrojen ve oksijene ayırmak, elektroliz gibi çok büyük miktarda enerji gerektiren bir işlem ister. Kendiliğinden gerçekleşmez.

Bugünkü Mars havası da nefes almaya uygun olmaktan çok uzak. NASA'nın Mars bilgi sayfasına göre atmosferin yüzde 95,1'i karbondioksit, yüzde 2,59'u azot, yüzde 1,94'ü argon; oksijen ise yalnızca yüzde 0,16. Ortalama yüzey basıncı yaklaşık 6,36 milibar, yani Dünya'daki deniz seviyesi basıncının yüzde birinden bile az. Ortalama sıcaklık eksi 59 derece civarında.

Basınç, oksijenden de önce gelen bir engel. Vücut sıcaklığında suyun kaynama noktasına denk gelen basınç eşiği, "Armstrong sınırı" olarak bilinir ve yaklaşık 6,25 kilopaskaldır; bu, deniz seviyesi basıncının yaklaşık yüzde 6'sı. Bu eşiğin altında korumasız bir insanın tükürüğü, gözyaşı ve akciğerlerini ıslatan sıvılar kaynamaya başlar. Mars'ın yüzey basıncı bu eşiğin de yaklaşık onda biri düzeyinde.

Gerçek bilim: Mars'ı ısıtmak mümkün mü?

Bilim insanları Mars'ı ısıtmanın yollarını gerçekten tartışıyor, ama hesaplar filmdeki kadar iyimser değil. NASA'nın 2018'de duyurduğu ve Nature Astronomy'de yayımlanan çalışmada Bruce Jakosky ve Christopher Edwards, kutup bölgelerindeki karbondioksit buzunun tamamı buharlaştırılsa bile basıncın yalnızca Dünya'nınkinin yüzde 1,2'sine çıkacağını hesapladı. Topraktaki ve minerallerdeki karbondioksit de gereken miktarın küçük bir kısmını karşılıyor. Sonuç açıktı: Bugünkü teknolojiyle Mars'ı karbondioksitle ısıtmak mümkün değil.

Daha yeni bir öneri farklı bir yol izliyor. Chicago Üniversitesi öncülüğünde yürütülen ve Ağustos 2024'te Science Advances'te yayımlanan çalışmaya göre, Mars'ın kendi demir ve alüminyumundan üretilecek çubuk biçimli nanoparçacıklar atmosfere sürekli salınırsa gezegen 50 Fahrenhayt dereceden (yaklaşık 28 santigrat derece) fazla ısınabilir. Araştırmacılar bu yöntemin önceki önerilerden 5.000 kattan fazla verimli olduğunu, ısınmanın aylar içinde fark edilebileceğini ama sürecin onlarca yıl alacağını belirtiyor. Ekibin kendi uyarısı da önemli: Bu durumda bile astronotlar Mars'ın ince havasını soluyamayacak.

Oksijen üretimi: MOXIE'nin gerçek dersi

Mars'ta oksijen üretmek ise gerçekten denendi. NASA'nın Perseverance gezginindeki MOXIE deneyi, Mars havasındaki karbondioksitten oksijen ayırdı. NASA'nın açıklamasına göre MOXIE 16 çalışmada toplam 122 gram oksijen üretti; en yüksek üretim hızı saatte 12 gramdı ve oksijenin saflığı yüzde 98 ya da daha yüksekti. NASA bu miktarı, küçük bir köpeğin 10 saatte soluduğu oksijene benzetiyor. Teknoloji işe yarıyor; ama bir gezegenin atmosferini doldurmakla küçük bir habitatın ihtiyacını karşılamak arasında akıl almaz bir ölçek farkı var.

Nerede haklı, nerede değil?

• Haklı: Mars'ta çok miktarda su buzu var ve gezegenin geleceği tartışılırken bu buz merkezi bir rol oynuyor.
• Haklı: Havanın denetimi, kapalı yaşam alanlarında gerçekten hayati bir mesele olurdu.
• Hatalı: Buzun erimesi oksijen üretmez; su ile soluyabileceğimiz hava aynı şey değil.
• Hatalı: Gezegen ölçeğinde bir atmosfer dakikalar içinde oluşmaz; en iyimser ısınma senaryoları bile onlarca yıl konuşuyor ve yine de solunabilir hava vaat etmiyor.
• Hatalı: Mars'ın basıncı, korumasız bir insan için Armstrong sınırının çok altında.

Kapanış: Makine yerine tartışma

Gerçeğe Çağrı'nın finali tek bir düğmeyle bir gezegeni değiştiriyor. Gerçek dünyada ise soru yalnızca "yapabilir miyiz" değil, "yapmalı mıyız". Gezegen bilimcileri, Mars'ın buzunda saklı milyonlarca yıllık iklim kayıtlarının ısınmayla kaybolabileceği uyarısıyla bu konuda uluslararası kurallar konuşulmasını istiyor. Mars'a dair bir başka bilimkurgu senaryosunun bilimini merak edenler, Kaçak Yolcu'daki oksijen krizini ele aldığımız yazıya da göz atabilir.