Muchas de las principales propiedades de Marte son bastante similares a las de la Tierra. En ambos planetas la duración de los días son unas 24 horas, una consideración muy importante para las plantas, las cuales están adaptadas a la fotosíntesis cuando brilla el sol. Marte también tiene estaciones, si bien más largas que las terrestres, ya que la órbita marciana alrededor del Sol es mucho más grande, llevando a que el año marciano sea el doble de largo que el de la Tierra; pero las plantas podrían adaptarse a esas diferencias.
Una diferencia importante entre la Tierra y su vecino rojo es que la gravedad marciana es un tercio de la terrestre. Es desconocido si la vida podría adaptarse a una gravedad reducida. Aunque según los científicos es probable que los microbios y las plantas se ajustarían fácilmente a la gravedad marciana, incluso algunos animales podrían adaptarse.
Marte es actualmente muy frío, excesivamente seco y su atmósfera de dióxido de carbono es demasiado delgada como para sustentar vida. Pero estos parámetros están interrelacionados, y los tres pueden ser alterados por una combinación de invención humana y cambios biológicos.
La clave, según los científicos, es el dióxido de carbono (que representa el 95% de la atmósfera marciana). Si se pudiera envolver a Marte en una atmósfera de dióxido de carbono más gruesa, con una presión superficial una o dos veces más que el aire al nivel del mar en la Tierra, nuestro vecino se calentaría sobrepasando el punto de congelación del agua. Lo que lo convertiría en un planeta cálido y húmedo, y el agua fluiría nuevamente. Agregando un poco de nitrógeno a la atmósfera ayudaría a satisfacer las necesidades metabólicas de plantas y microbios. Estas serían apropiadamente seleccionadas o genéticamente modificadas para vivir en las nuevas condiciones de Marte.
Las plantas en su fotosíntesis utilizarán el dióxido de carbono, el cual degradaran convirtiéndolo en oxígeno, que con el tiempo crearía una rudimentaria pero efectiva capa de ozono, que a su vez es una protección contra la radiación del sol.
Los colonos humanos, tendrán que procurarse el aire respirable, mientras dure la terraformación. El nuevo Marte, luego de la primera etapa de la terraformación, será mucho más habitable que ahora. Al subir la temperatura y la presión atmosférica, los humanos no tendrán que usar importantes y grandes trajes espaciales, solo necesitarían protecciones leves y tanques de oxigeno.
El crecimiento natural de las plantas permitirá con el tiempo cultivar granjas y bosques en la superficie marciana, que servirá para aprovisionar a los humanos que vivan en Marte. Para que el planeta sea habitable para animales y humanos, su atmósfera tendrá que ser más similar a la terrestre, la cual está compuesta primariamente por nitrógeno, con niveles de oxígeno cercanos al 20 por ciento y un uno por ciento de dióxido de carbono. Pero ese sería el proceso completo de terraformación, mucho más dificultoso y más prolongado en el tiempo.
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