مریخ هفتمین سیاره بزرگ منظومه شمسی است و همراه با زهره یکی از دو همسایه سیاره ای نزدیک زمین است. صخرهای، خشک و سرد است و دمای آن بین 70- تا 0 درجه سانتیگراد (94- تا 32 درجه فارنهایت) است.
با این حال، تحقیقات نشان می دهد که همیشه اینطور نبوده است. به اصطلاح سیاره سرخ زمانی دارای آب فراوان، دمای گرمتر و جوی ضخیم تر بود که یک اکوسیستم بالقوه قابل سکونت را ارائه می کرد. به همین دلیل است که همچنان الهام بخش دانشمندان برای اکتشافات انسانی در آینده و سکونت احتمالی است.
یکی از راههای حمایت از این هدف، معرفی گونههای گیاهی انعطافپذیر است که نه تنها میتوانند زنده بمانند، بلکه شرایط سخت سیاره را نیز متحول کنند. از سیب زمینی شیرین گرفته تا خزه، بیایید هشت مورد از آنها را که به طور بالقوه می توانند در آینده در مریخ رشد کنند، بررسی کنیم.
1. سیب زمینی شیرین
سیب زمینی شیرین (Ipomoea batatas) به دلیل سازگاری استثنایی و مزایای تغذیه ای خود، اخیراً به عنوان یک نامزد عالی برای کشت در مریخ ظاهر شده است. این غده های مقاوم می توانند حتی در شرایط نامناسب خاک رشد کنند و همچنان عملکرد بالایی در هر بوته دارند. آنها همچنین نسبت به بسیاری از محصولات دیگر به آب کمتری نیاز دارند و توانایی آنها در ذخیره رطوبت در غده هایشان باعث می شود در شرایط خشک انعطاف پذیرتر شوند.
در یک پروژه اختر زیست شناسی اخیر، گروهی از دانشجویان مقطع کارشناسی در دانشگاه ویلانوا در پنسیلوانیا، ایالات متحده، کشت انواع مختلف سبزیجات را در خاک شبیه سازی شده مریخ آزمایش کردند تا مشخص کنند کدام محصولات ممکن است به عنوان گزینه های مناسب برای مستعمره نشینان آینده باشد. در میان سبزیجات آزمایش شده، سیب زمینی شیرین نتایج امیدوارکننده ای را نشان داد.
دکتر ادوارد گوینان، استاد نجوم و اخترفیزیک در دانشگاه ویلانوا، در بیانیهای میگوید: “البته، دانشآموزان به خاطر مریخی سیبزمینی چیدند. زمانی که حدود یک سوم مقداری پرکننده به خاک اضافه کردیم تا به سیب زمینی ها فضای تنفسی بدهیم، رشد بسیار خوبی داشتند.”
2. خزه سینتریشیا کیناینرویس
خزه بیابانی Syntrichia caninervis با توانایی قابل توجه خود در مقاومت در شرایط سخت و کشنده برای اکثر اشکال حیات، توسط دانشمندان به عنوان یک رقیب قوی برای کشت در مریخ دیده می شود. این خزه که بومی محیطهای بیابانی شدید مانند تبت، قطب جنوب و مناطق دور قطبی است، بخشی از پوسته بیولوژیکی خاک است، یک پوشش زمینی انعطافپذیر که معمولاً در زمینهای خشک یافت میشود.
بر اساس مطالعهای که در مجله دسترسی آزاد The Innovation منتشر شده است، خزههای پیچ استپی میتوانند در دماهای پایین -۱۹۶ درجه سانتیگراد، سطوح بالای تشعشعات گاما و شرایط شبیهسازی شده مریخ که شامل این سه عامل استرسزا هستند، زنده بمانند.
دکتر دائویوان ژانگ، بومشناس موسسه بومشناسی و جغرافیای سینکیانگ و یکی از نویسندگان این مطالعه، میگوید: “مطالعه ما نشان میدهد که انعطافپذیری محیطی S. caninervis نسبت به برخی میکروارگانیسمها و میکروارگانیسمهای بسیار مقاوم در برابر استرس برتر است. این یک گیاه پیشگام و امیدوار کننده برای استعمار محیط های فرازمینی است که پایه و اساس ساخت زیستگاه های انسانی پایدار از نظر بیولوژیکی را فراتر از زمین می گذارد.”
3. کلم پیچ
کلم پیچ (Brassica oleracea var. sabellica)، که معمولاً به عنوان کلم برگ شناخته می شود، در واقع در خاک شبیه سازی شده مریخ بهتر از خاک های محلی رشد می کند. این افشاگری پس از آن صورت گرفت که ویگر واملینک، دکترا، بومشناس گیاهی در دانشگاه واگنینگن هلند، شبیهسازی خاک مریخ و ماه را در سال 2016 ایجاد کرد. این “خاک مریخی” از خرد کردن سنگ های آتشفشانی به ذرات با اندازه های مختلف و خون ریزی آنها به نسبت بر اساس داده های مریخ نوردها ساخته شده است.
اما حتی با وجود اینکه کلم پیچ رشد یافته در خاک شبیه مریخ هیچ تفاوتی با محصولات کنترلی نداشت، گوینان در مورد پتانسیل آن برای جذب آهن بیش از حد از خاک های غنی از اکسید آهن (III) مریخ ابراز نگرانی کرد. او می افزاید: “تفاوت های عمده این است که خاک مریخ تقریباً دو برابر خاک زمین آهن دارد، عمدتاً اکسیدهای آهن، و خاک زمین ارگانیک تر است.”
این سبزی برگ دار منبع عالی فیبر و مواد معدنی است و عمدتاً برای برداشت پاییز و زمستان کشت می شود، زیرا سرما کیفیت و طعم آن را بهبود می بخشد. تحقیقات نشان می دهد که تحمل قابل توجهی در برابر شوری و خشکسالی دارد و آن را به گزینه ای مناسب برای خاک های مریخ تبدیل می کند.
4. توت فرنگی
توت فرنگی (Fragaria) که به دلیل شیرینی و بافت آبدار خود ارزش دارد، همچنین به کانون آزمایشاتی تبدیل شده است که سازگاری آنها با شرایط مریخ مانند را بررسی می کند. اما خاک مریخ فاقد مواد مغذی لازم و حاوی پرکلرات های سمی است که روش های سنتی کشاورزی را غیرممکن می کند.
به همین دلیل است که دانشمندان کشاورزی در دانشگاه علوم زیستی چک در پراگ، آزمایشگاهی را برای آزمایش رشد توت فرنگی در سیستم های هواپیک – بدون استفاده از خاک یا مواد سنگدانه – برای افزایش انعطاف پذیری و آماده سازی آنها برای محیط های شدید افتتاح کردند.
این روش 95 درصد آب کمتری نسبت به کشت سنتی مصرف میکند و به محققان امیدوار میشود که این محصولات در شرایط آب و هوایی خصمانه مریخ رشد کنند. این تکنیک ظاهراً میتواند مصرف آب و تحویل مواد مغذی را با توجه به عرضه محدود آب مریخ بهینه کند. در همین حال، ذخایر یخی کشف شده در مریخ به طور بالقوه می تواند برای آبیاری استفاده شود.
5. رازک
رازک بیش از هزار سال است که در دم کردن استفاده می شود و اولین استفاده ثبت شده آن به قرن نهم در آلمان بازمی گردد. اما به نظر می رسد که تیم دانشگاه ویلانوا با نشان دادن اینکه رازک می تواند در شرایط مریخ به خوبی رشد کند، زمینه را برای آینده دم کردن صنایع دستی افراطی فراهم کرده است.
در آزمایش خود، این 25 دانش آموز کشف کردند که رازک، آن گل های لذت بخش گیاه Humulus lupulus که فقط نت تلخ کاملی را به آبجو اضافه می کند، به طرز شگفت انگیزی در خاک مریخ رشد می کند. برای تکرار شرایط دقیق، دانشآموزان خاکی شبیه به مریخ خریدند، اسیدیته و بارور شدن آن را تنظیم کردند و نور خورشید را با صفحه نمایش ضعیف کردند تا محیط باغی مشابه ایجاد کنند.
آنها در نهایت غافلگیر شدند که هاپ به عنوان یکی از بازیگران ستاره برجسته شد. گوینان میگوید: “نمیدانم این گیاه کاربردی است یا نه، اما عملکرد نسبتاً خوبی دارد.”
رازک که به خاطر افزودن تلخی وسوسه انگیز به آبجو معروف است، رایحه های گل، میوه و مرکبات را نیز به همراه دارد. علاوه بر این، آنها به عنوان یک عامل تثبیت کننده عمل می کنند و کیفیت کلی و طول عمر دم را افزایش می دهند.
6. قاصدک
با توجه به شرایط مناسب، قاصدک ها را می توان در مریخ نیز پرورش داد. طبق همین تحقیقات، این به دلیل سختی و سازگاری قابل توجه آنها است.
قاصدکها در مناطق معتدل رشد میکنند و میتوان آنها را در هر جایی، از حیاطها گرفته تا مزارع کشاورزی و جادهها، مشاهده کرد. در حالی که این جنس بومی اوراسیا است، دو گونه از گسترده ترین گونه ها، قاصدک معمولی (Taraxacum officinale) و قاصدک دانه قرمز (Taraxacum erythrospermum)، به آمریکای شمالی معرفی شدند، جایی که آنها مهاجم شده اند.
اما علیرغم تمایلات تهاجمی آنها، برای پرورش آنها در مریخ، مستعمره نشینان آینده ابتدا باید یک محیط کنترل شده ایجاد کنند که به شرایط شدید مریخ رسیدگی کند. این شامل ارائه دمای پایدار، نور کافی و محافظت در برابر تشعشعات می باشد.
علاوه بر این، استفاده از سیستم های هیدروپونیک یا هواپنیک می تواند رشد قاصدک ها را در مریخ تسهیل کند. با این حال، با توجه به سازگاری طبیعی آنها با خاک فقیر، فقط حداقل اصلاحات در سنگ سنگ مریخ برای کمک به آنها در استفاده مؤثر از مواد مغذی موجود ضروری است.
7. هویج
هویج (Daucus carota subsp. sativus) که بومی اروپا و آسیای جنوب غربی است، رشد امیدوارکنندهای را در شبیهساز خاک مریخ نشان داده است، همانطور که دانشجویان کارشناسی در دانشگاه ویلانوا نشان دادند.
آنها که به دلیل ریشه های غنی از مواد مغذی خود شناخته می شوند، سرشار از ویتامین های A و K هستند که عمدتاً به شکل کاروتن هستند که رنگدانه های فتوسنتزی ضروری برای فتوسنتز و سلامت گیاه هستند. دانشآموزان گوینان دریافتند که هر گیاهی که آزمایش کردهاند با بهینهسازی هوادهی و رطوبت خاک، رشد متوسطی داشته و هویج به عنوان یکی از انعطافپذیرترین محصولات تحت شرایط شبیهسازی شده مریخ ظاهر میشود.
در یک آزمایش مرتبط، دانشمندان دانشگاه واگنینگن تنها سه ماه پس از کاشت هویج را با موفقیت برداشت کردند. چالش اصلی، ظرفیت نگهداری آب ضعیف خاک بود، مشکلی که به طور موثر با معرفی کرم های خاکی معمولی حل شد.
8. گوجه فرنگی
مطالعه اخیر منتشر شده در مجله معتبر PLOS ONE نشان داد که وقتی گوجه فرنگی در کنار هویج و نخود در گلدان های پر از سنگ سنگ – مخلوطی از شن، سنگ و گرد و غبار که شبیه خاک موجود در مریخ است – کاشته می شود، رشد قابل توجهی بهتری نشان می دهد.
این تکنیک که به کشت مخلوط معروف است، قرن ها پیش توسط قوم مایا تسلط یافت و شامل کشت چندین گیاه در مجاورت یکدیگر است. این تحقیق که توسط دانشمندان دانشگاه و تحقیقات واگنینگن انجام شد، در گلخانه ای انجام شد که برای تکرار شرایط سازه هایی که روزی می توانند در مریخ ساخته شوند طراحی شده است. آنها همچنین مقدار کمی خاک ارگانیک به گلدان ها اضافه کردند تا رشد ریشه و حفظ آب را افزایش دهند.
معلوم شد که در شرایط کشت مخلوط، گوجهفرنگیهای برداشتشده سطوح پتاسیم بالاتر، زیست توده بیشتر و عملکرد بهتری نسبت به گوجهفرنگیهایی که بهصورت جداگانه رشد میکنند، نشان دادند.
