Bolehkah Manusia Mendiami Planet Marikh

Oleh Mohamad Izzat Azmer Adnan

Pengenalan

Andy Weir, dalam novel karyanya ‘The Martian ’ telah menulis mengenai pergelutan mental dan fizikal yang dialami oleh angkasawan Mark Watney dalam memastikan kelangsungan hidup beliau ketika ditinggalkan seorang diri di permukaan planet Marikh. Ini adalah berikutan daripada berlakunya satu insiden yang tidak dijangka ke atas semua kru Ares 3 yang membawa misi penjelajahan ke planet merah tersebut. Dengan bekalan oksigen, air, dan makanan, yang agak terhad serta tanpa bantuan alat komunikasi, kisah survival beliau di permukaan planet yang tandus ini penuh dengan drama dan kejutan yang pastinya menarik minat pembaca untuk mengetahui dengan lebih lanjut.

Maka tidak hairanlah, pengarah Ridley Scott telah mengadaptasikan novel ini kepada sebuah filem epik yang mengambil judul sama, dibintangi oleh pelakon terkemuka, Matt Damon. Walaubagaimanapun, pengenalan elemen-elemen sains dan teknikal di dalam novel ini, dalam menjelaskan setiap tindakan Watney sepanjang 549 hari solar di Marikh adalah lebih menarik perhatian. Sememangnya planet yang berjiran dengan kita ini telah mempersonakan umat manusia sejak sekian lama. Banyak karya-karya penulisan mahupun filem yang diterbitkan memberikan gambaran tentang misi penjelajahan, penerokaan, mahupun kehidupan makhluk di planet tersebut bedasarkan kerangka imaginasi manusia yang sememangnya tiada batasan. Antara yang popular adalah ‘Aelita [1922]’, ‘Red Planet Mars [1952]’, ‘Robinson Crusoe on Mars [1964]’, ‘Capricone One [1977]’, ‘John Carter [2012]’dan banyak lagi.

Gambaran Permukaan Planet Marikh

Planet Marikh degan purata jarak kira-kira 228 juta kilometer dari matahari adalah planet yang ke 4 paling dekat dengan pusat sistem suria kita. Dengan jarak yang sejauh itu, Marikh digambarkan sebagai sebuah planet batuan yang kering dan membeku, menjadikannya kelihatan begitu asing dari sebarang bentuk hidupan. Lebih dikenali dengan ‘Mars’, planet ini mendapat namanya bersempena dengan dewa perang Roman, yang turut dikenali sebagai ‘Ares’ di zaman Yunani purba. Mungkin kerana penampilan nya yang ketara sekali kelihatan kemerahan seolah-olah bergelumang dengan darah, planet ini turut mendapat jolokan sebagai ‘The Red Planet’.

Marikh berkeluasan 510 Juta kilometer persegi, iaitu kira-kira 38 peratus dari pada luas permukaan Bumi dan berdiameter kira 12,742 kilometer, saiznya kelihatan hampir separuh lebih kecil dari Planet Bumi. Dengan berat sekadar 6.39 x 10²⁰ tan, daya graviti yang terhasil di permukaan nya adalah 62 peratus lebih rendah dari pada yang kita alami di permukaan bumi. Tidak hairanlah tekanan atmosfera di sekitar permukaan planet tersebut hanyalah berkadar 7.5 milibar berbanding lebih 1000 di bumi. Dengan suhu sejuk melampau selain keadaan atmosfera nya yang terlalu nipis, molekul air (H₂O) begitu sukar untuk wujud dalam bentuk cecair di permukaan Marikh. Tambahan pula, kadar aktiviti radiasi yang secara relatifnya lebih tinggi di planet itu berbanding di bumi turut menyumbang kepada faktor tersebut.

Tidak lama dahulu, dunia pernah digemparkan dengan pengumuman NASA akan penemuan hakisan yang membentuk saliran seolah-olah memberi gambaran tentang keadaan permukaan marikh purba yang membenarkan pengaliran air di kawasan permukaannya. Seterusnya melalui gambar-gambar yang diambil oleh satelit yang mengorbit Marikh melalui projek The Mars Global Surveyor pada 1999, kewujudan batu mineral kebiasaannya hanya terbentuk dikawasan laut dalam berjaya direkodkan sekaligus menguatkan lagi spekulasi tentang pengaliran air di Marikh berbilion tahun dahulu. Bagaimanapun September lalu, NASA sekali lagi menggemparkan dunia dengan pengumuman mengenai bukti akan kewujudan aliran cecair bergaram yang kelihatan di kawasan permukaan marikh melalui cerapan satelit Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) yang dihantar mengorbit Marikh. Penemuan ini sememangnya dinantikan kerana selain bekalan tenaga matahari dan bahan organik, sumber air adalah faktor penting dalam menentukan keupayaan sesuatu planet bagi menampung kewujudan sebarang bentuk organisma di permukaannya. Marikh yang dahulunya terkenal sebagai planet batuan merah yang membeku kini nampaknya kelihatan lebih menarik untuk diterokai dalam masa-masa yang mendatang.

Perbezaan Marikh dan Bumi

Antara hipotesis popular yang ditimbulkan bagi menjelaskan keadaan planet Marikh yang kelihatan gersang, adalah pengewapan molekul air yang berlaku dengan skala besar disebabkan oleh kadar radiasi yang tinggi serta atmosfera nya yang terlalu nipis. Selain itu, dengan suhu purata permukaan sekitar -47 °C, adalah mustahil untuk sumber air mentah wujud dalam bentuk cecair di permukaan Marikh kerana air membeku pada suhu serendah 0°C. Bagaimanapun kehadiran garam perklorat dari mineral batuan yang terlarut di dalam air mengakibatkan penurunan takat beku yang ketara bagi keseluruhan larutan tersebut, menjadikan ianya kekal cair walaupun pada suhu yang rendah. Ini menjelaskan penemuan aliran cecair yang sebelum ini dianggap mustahil untuk wujud di Marikh sepertimana yang dilaporkan melalui MRO baru-baru ini.

Nasib yang berbeza dialami oleh planet Bumi yang dirahmati dengan kepelbagaian bio. Melalui proses respirasi oleh tumbuh-tumbuhan, oksigen dilepaskan secara besar besaran dari hasil sampingan fotosintesis dan terkumpul di ruangan atmosfera bumi. Faktor ini amat kritikal dalam memperlahankan kadar pengewapan molekul air yang berlaku disebabkan oleh panahan radiasi ultra lembayung (UV) dari pancaran matahari yang mengenai permukaan air di bumi. Adalah dianggarkan, dengan kadar oksigen yang membentuk 21 peratus daripada keseluruhan atmosfera bumi, proses kehilangan keluar air dari planet kita adalah berkadar hampir 3 juta tan setahun. Ianya sekali pandang kelihatan seperti sejumlah amaun yang cukup besar. Namun, dengan mengambil kira semua jumlah air yang terdapat dibumi, kadar penguapan tersebut dianggap amat perlahan yang mana sekiranya proses ini berlanjutan secara konsisten walaupun setelah 4.5 billion tahun akan datang, bumi kita hanya akan kehilangan 1 peratus daripada jumlah keseluruhan air didalamnya.

Proses ini yang juga dikenali sebagai ‘hydrogen splitting’ terjadi hasil interaksi oleh radiasi UV yang bertenaga tinggi dengan memisahkan atom-atom Hidrogen (H) dan Oksigen (O) yang membentuk molekul air, seterusnya membebaskan atom hidrogen yang amat ringan untuk dilepaskan bebas dari cengkaman graviti bumi. Begitupun, dengan kandungan gas oksigen yang banyak dilepakan ke udara melalui fotosintesis, sekali lagi berlaku interaksi antara gas oksigen dengan kebanyakan hydrogen yang sedang meruap tersebut seterusnya membentuk semula molekul air yang akhirnya kembali termendap ke bumi. Oksigen yang terbebas dari proses pemisahan oleh radiasi UV tadi pula kebanyakan nya akan berinteraksi samaada dengan elemen yang terdapat pada batuan, mahupun gas sulfur yang terbebas dari gunung berapi.

Tidak seperti bumi yang menghasilkan medan magnetik melalui putaran atas paksinya sebagai perisai daripada sumber radiasi berbahaya dihasilkan oleh matahari, keadaan di Marikh cukup berbeza sekali. Tanpa sebarang perisai, kehadiran radiasi berkeamatan tinggi disamping keadaan udaranya yang lebih kering dan nipis proses pemecahan molekul air oleh tenaga radiasi tersebut berlaku dengan kadar yang lebih tinggi dan ekstrim. Hasilnya berlaku pembebasan atom hydrogen berskala besar ke angkasa tanpa berlakunya sebarang interaksi susulan di udara. Manakala oksigen yang terkumpul di permukaan bertindak membentuk gabungan sebatian besi oksida dengan elemen ferum yang merupakan majoriti bagi keseluruhan komposisi dipermukaan planet itu. Ini menjadikan permukaan nya lebih bertoksik untuk membenarkan kehidupan. Ironinya, proses sama yang bertanggungjawab menyuburkan bumi ini turut menyebabkan planet itu kelihatan tandus dengan gurun berwarna perang kemerahan hasil daripada proses pengaratan sebatian di permukaannya.

Rujukan

2013. Weir, The Martian, Crown Publishing Group, 2013.
2014. Lane, Oxygen: the molecule that made the world, Oxford University Press, 2002.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-confirms-evidence-that-liquid-water-flows-on-today-s-mars
Catatan Editor/
Penulis merupakan seorang penuntut di makmal
‘Low Dimensional Materials Research Centre (LDMRC)’
Jabatan Fizik, Fakulti Sains
Universiti Malaya