De volgende grote stap van de mensheid kan op Mars zijn. Maar voordat die missies kunnen beginnen, wetenschappers moeten tientallen baanbrekende vorderingen maken, inclusief leren hoe je gewassen kunt verbouwen op de rode planeet.

Practisch gesproken, astronauten kunnen geen eindeloze voorraad bovengrond door de ruimte slepen. Dus geologen van de University of Georgia zijn aan het uitzoeken hoe ze de materialen die zich al op het aardoppervlak bevinden, het beste kunnen gebruiken.

Om dat te doen, ze ontwikkelden kunstmatige grondmengsels die materialen nabootsen die op Mars worden gevonden. In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Icarus , de onderzoekers evalueerden de kunstmatige bodems om te bepalen hoe vruchtbaar de bodem van Mars zou kunnen zijn.

"We willen bepaalde eigenschappen simuleren van materialen die je gemakkelijk op het oppervlak van Mars zou kunnen krijgen, " zei Laura Fackrell, UGA geologie promovendus en hoofdauteur van het onderzoek. Het simuleren van de minerale samenstelling of het zoutgehalte van deze Mars-mengsels kan ons veel vertellen over de potentiële vruchtbaarheid van de bodem. Dingen zoals voedingsstoffen, zoutgehalte, pH maakt deel uit van wat een bodem vruchtbaar maakt en begrijpen waar de bodem van Mars zich in dat spectrum bevindt, is de sleutel om te weten of ze levensvatbaar zijn en zo niet, zijn er haalbare oplossingen die kunnen worden gebruikt om ze levensvatbaar te maken."

In het laatste decennium, De verkenning van het oppervlak van Mars heeft het begrip van de chemie van het oppervlak van de planeet vergroot. Met behulp van gegevens van NASA's oppervlaktemonsters, het team bestudeerde regoliet, of het losse materiaal nabij het oppervlak, om de simulanten te ontwikkelen.

De gebruikte materialen bootsen mengsels van grond, kleimineralen, zouten en andere materialen die van het oppervlak van Mars kunnen worden verkregen door los materiaal op te scheppen of uit gesteente te delven.

Ondanks de ijle atmosfeer, extreme kou en weinig zuurstof, Het is bekend dat het oppervlak van Mars de meeste essentiële voedingsstoffen voor planten bevat, inclusief stikstof, fosfor en kalium.

De aanwezigheid van voedingsstoffen bereikt een van de grote hindernissen, maar er zijn nog meer uitdagingen. "Een probleem is, hun aanwezigheid betekent niet dat ze toegankelijk zijn voor planten, "Zei Fackrell. "Als je een plant echt in de grond zet - alleen omdat het ijzer of het magnesium er is, wil nog niet zeggen dat de plant hem echt uit de grond kan trekken."

Plus, de voedingsstoffen kunnen al dan niet in voldoende hoeveelheid aanwezig zijn of ze kunnen zo hoog in concentratie zijn dat ze giftig zijn voor planten.

Met behulp van gesimuleerde Marsbodems, Fackrell en collega-onderzoekers hebben ontdekt dat de texturen van kunstmatige simulanten knapperig en gedroogd zijn, wat een weerspiegeling kan zijn van enkele onverwachte omstandigheden van Mars-bodems waardoor ze moeilijker te gebruiken zijn.

Deze uitdagingen vormen samen een zeer moeilijk, hoewel geen onmogelijke taak. Kijkend naar de landbouwwetenschap, de groep, waaronder UGA-faculteitsleden Paul Schroeder, Mussie Habteselassie en Aaron Thompson, past oplossingen aan die op aarde worden gebruikt, aanbevelingen die variëren van het spoelen van de grond tot het toevoegen van inoculanten zoals bacteriën of andere schimmels aan de grond om de planten te helpen groeien.

"Het is bekend dat bepaalde soorten bacteriën en schimmels gunstig zijn voor planten, en kunnen ze mogelijk ondersteunen onder stressomstandigheden zoals we die op Mars zien, " zei Fackrell, die haar studie geomicrobiologie begon bij Schroeder terwijl ze haar masterscriptieonderzoek deed naar extreme omgevingen waarmee microben worden geconfronteerd die leven in warmwaterbronnen op het schiereiland Kamtsjatka, in het Russische Verre Oosten.

De wetenschappers zien ook implicaties van hun onderzoek voor mogelijke innovaties in landbouwonderzoek voor de aarde. "Alles wat we leren over landbouw op Mars kan helpen bij landbouw in uitdagende omgevingen op aarde die ons helpen bouwen aan een duurzame toekomst, ' zei Fackrel.

Wat de uiteindelijke oplossing ook is, het vooruitzicht van een bemande missie naar Mars hangt af van het vermogen om voedsel te verbouwen.

"Je kunt er op meerdere manieren naar kijken, maar een optie zou kunnen zijn om wat er al is als oppotmedium te gebruiken, en uitzoeken of dat een haalbare manier is om het te doen of dat je al het plantmateriaal mee moet nemen, "Zei Fackrell. "De vraag of we de bodem van Mars kunnen gebruiken om dat voedsel te leveren, zal een grote bijdrage leveren aan het bepalen van de haalbaarheid van bemande missies."