Theo Science News, để biến Sao Hỏa thành xanh tươi có thể sinh sống, con người sẽ cần sử dụng nhiều công nghệ cải tạo. Trên hết, Sao Hỏa cần bầu khí quyển có đủ oxy và đủ dày để giữ nhiệt, cho phép nước tồn tại ở dạng lỏng.
Trong khí quyển của Trái Đất, các khí nhà kính như carbon dioxide, methane và hơi nước giữ nhiệt từ Mặt Trời. Carbon dioxide chiếm phần lớn khí quyển Sao Hỏa, nhưng không đủ để giữ nhiệt. Theo Paul Byrne, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Washington ở St. Louis, do kém đặc hơn Trái Đất và kích thước chỉ bằng một nửa, Sao Hỏa có lực hấp dẫn yếu hơn, khiến hành tinh này khó giữ được bầu khí quyển.
Vì vậy, người định cư trên Sao Hỏa trong tương lai trước hết cần tìm cách sản xuất đủ CO2 để lấp đầy toàn bộ bầu khí quyển và khởi động hiệu ứng nhà kính. Một ý tưởng là chiết xuất CO2 từ chính Sao Hỏa, tạo ra khí đó từ carbon và oxy trong khoáng chất của hành tinh hoặc giải phóng CO2 mắc kẹt ở các chỏm băng vùng cực hoặc dưới bề mặt. Tuy nhiên, Byrne nhấn mạnh lượng CO2 đó có thể không đủ tạo ra bầu khí quyển gần giống như thứ con người cần. Sử dụng quan sát từ tàu vũ trụ, các nhà nghiên cứu ước tính toàn bộ Sao Hỏa chỉ có thể sản xuất đủ CO2 để làm dày bầu khí quyển lên khoảng 7% so với Trái Đất, không đủ tạo ra hiệu ứng nhà kính đáng kể.
Một số nhà khoa học khác đề xuất kích hoạt phun trào núi lửa để sản sinh CO2. Nền văn minh tương lai có thể cố gắng chuyển hướng tiểu hành tinh nhằm tạo ra vụ phun trào núi lửa như vậy. Theo nhà vật lý thiên văn Sara Seager từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), điều đó nằm trong tầm tay của con người. Năm 2022, tàu vũ trụ DART của NASA va chạm với tiểu hành tinh Dimorphos, đưa nó đến gần thiên thạch lớn hơn mà nó quay xung quanh. Nhưng Byrne cũng cảnh báo tốc độ của các tiểu hành tinh bay đến sẽ gây ra nhiều tác động với thiệt hại thảm khốc.
Giả sử các kỹ sư trong tương lai tìm ra cách để làm ấm và làm dày khí quyển Sao Hỏa. Sau đó, người định cư trên Sao Hỏa sẽ cần điều chỉnh để nó giống Trái Đất. Con người cần có đủ oxy tự do để hít thở. Oxy tự do, dạng oxy không liên kết hóa học với các nguyên tố khác, chiếm khoảng 21% không khí mà con người hít thở. Phần còn lại chủ yếu là nitơ với một lượng nhỏ khí khác.
Các vi sinh vật sản xuất oxy có thể giúp tái tạo hỗn hợp trên. Nghiên cứu cho thấy vi khuẩn lam kích hoạt sự gia tăng oxy tự do trên Trái Đất cách đây hơn 2 tỷ năm. Điều chỉnh gene của những vi sinh vật này có thể giúp chúng chịu đựng môi trường khắc nghiệt của Sao Hỏa. Thông qua quá trình quang hợp, vi sinh vật có thể hấp thụ CO2 và sản sinh oxy hít thở được. Quá trình như vậy có thể an toàn hơn so với dựa vào máy móc để tạo ra oxy.
Kỹ sư cũng phải đối mặt những trở ngại khác trong quá trình cải tạo Sao Hỏa, từ xử lý muối độc hại gọi là perchlorate trên bề mặt hành tinh đầy bụi mù đến bức xạ nguy hiểm từ Mặt Trời và không gian vì Sao Hỏa không có từ trường bảo vệ.
Các cơ quan vũ trụ đang nỗ lực đưa đội phi hành gia đầu tiên đến Sao Hỏa, có thể trong thập kỷ tới. Tuy nhiên, theo Byrne, việc hoàn thiện công nghệ cải tạo có thể kéo dài từ vài trăm đến vài nghìn năm.
An Khang (Theo Science News, Nature)