Возможно ли создание атмосферы на других планетах или спутниках? Терраформирование.

[AlexAV]

1. Она тонкая, высота ее экзосферы меньше, чем раньше, а следовательно там выше 2-я космическая скорость. Станет атмосфера толще, поднимется выше и начнет быстрее убегать, т.к. V2 будет меньше на высоте рассеяния.

Высота экзобазы от давления в нижних слоях зависит достаточно слабо, лишь приблизительно логарифмически. Едва ли от того, что она увеличится ~100 км скорость диссипации сильно вырастет.

А я думал, что наоборот, интенсивность солнечного ветра будет расти ближе к концу главной последовательности. Может быть вы и правы относительно ближайших сотен миллионов лет, но мне кажется, перед сходом с главной последовательности Солнце должно пройти переходный период нестабильности, а не так, что в 1 день все решится.

Это достаточно пороговый процесс. Пока в ядре Солнца сохраняется достаточное количество водорода - Солнце остаётся совершенно стабильной звездой. Как только водород в ядре заканчивается и происходит переход от горения в ядре к слоевому горению - всё резко меняется. Такой переход для солнца произойдёт приблизительно через 5,5 млрд. лет (и именно с этого момента начнётся период нестабильности). А до этого никаких проблем в этом плане не будет вообще.

[Dromage]

Вот такой интересный вопрос..
Предположим, человеческая цивилизация в будущем терраформировала главные тела Солнечной системы так -
 
1) на расстоянии 130 млн км от Солнца вращается Венера и вокруг нее - спутник Меркурий.
2) на расстоянии 150 млн ка от Солнца - вращается Земля и вокруг нее - спутник Ганимед.   (а Луну можно куда-нибудь в пояс астероидов отправить),
3) на расстоянии 170 млн ка от Солнца - вращается Марс и вокруг него - спутник Титан.
 
Очевидно, что это - 6 самых больших тел Солнечной системы, а именно самые большие и нужны - ведь нужно, чтобы они много миллионов лет могли
удерживать свою атмосферу. Итак, терраформируем все эти 6 тел, создаем атмосферу из кислорода и океаны из воды.
Также, все 6 планет - в зоне обитаемости.

Ганимед и Титан вдвое менее плотны чем Марс и втрое менее плотны чем Земля - большая часть их объёма это водяной лёд - он растает и испарится при солнечном нагреве в зоне обитаемости, от спутников останется в лучшем случае половина.
Плотность Европы почти равно плотности Марса, она более подходяща для таких фантазий.

Проведите визуально линию по горизонтали до равновесной температуры планет к которым хотите перетащить "спутники" и с удивлением увидите что Меркурий, Ганимед и Титан продолжительное время смогут удерживать атмосферу только из ксенона. Разве что чуть дольше Луны.
P.S. Рокировка Луны с Ганимедом не стоит затраченных усилий

[AlexAV]

Непонятно - зачем двигать планеты?  Чтобы обогревать их солнцем? Намного проще магомету прийти к горе, чем двигать гору. Делаем термоядерные солнышки и выводим на орбиту вокруг нужного спутника - и получаем тот же результат с гораздо меньшими затратами энергии. 

Основная идея терраформирования состоит в том, что мы предпринимаем какие-то усилия, меняем планету, а после этого благоприятные для жизни условия там поддерживаются естественным образом без малейшего нашего участия на протяжение геологически длительного периода времени. Постоянной что-то греть или по иному активно воздействовать - это уже совершенно иной подход, который должен и называться как-то по-другому.

Правильное терраформирование - это что-то сделали, дали сертификат гарантии на миллирад лет , а далее планета и её биосфера живёт сама самостоятельной жизнью.

P.S. Двигать планеты - это конечно уже даже не научная фантастика, а чистейшее фэнтези. Предельная модель терраформирования, которую можно рассматривать в солнечной системе по крайней мере в рамках научной фантастики - это Марс, Венера и, возможно, Луна (с какой-нибудь богатой аргоном атмосферой, но тут не факт, что что-то может получиться, нужно внимательно исследовать диссипацию атмосферы для такого небольшого тела). При этом в полном смысле землеподобной может быть только Венера. На Марсе максимум получится сухие пустыни с оазисами тундростепей у спускающихся с горных ледников рек подпитываемых их таянием без океана.

[Dromage]

При этом в полном смысле землеподобной может быть только Венера. На Марсе максимум получится сухие пустыни с оазисами тундростепей у спускающихся с горных ледников рек подпитываемых их таянием без океана.

Огромной проблемой является то что на Венере сейчас не то что океана, а нет воды ВООБЩЕ. На Марсе хоть шапки имеются

[AlexAV]

Огромной проблемой является то что на Венере сейчас не то что океана, а нет воды ВООБЩЕ. На Марсе хоть шапки имеются

На Марсе вообще с водой проблем нет. Больше, чем там есть для терраформирования не только не нужно, но попросту противопоказано (при большем количестве воды начнёт увеличиваться площадь ледников, расти альбедо и в результате и без того не очень тёплая планета превратится в полный холодильник). На Марсе не хватает только одного компонента - атмосферных газов.

В этом смысле терраформирования Марса и Венеры в чём-то схожи. Для того чтобы терраформировать Венеру - на неё достаточно добавить воды, а на чтобы Марса - азота. Воды для Венеры конечно нужно на несколько порядков по массе больше, чем для азота для Марса, но и вода и встречается чаще. Т.е. объекты состоящие почти целиком из водяного льда - есть, а вот целиком скажем из аммиака или азотного льда в чистом виде - едва ли. Т.е. чтобы терраформировать Венеру достаточно направить на неё достаточно крупный планетоид из льда, а вот с Марсом посложнее - азот придётся выделять и отправлять только его.

P.S. Для Марса конечно возможен теоретически упрощённый путь - атмосфере из чистого кислорода (того азота, что там есть для жизни в качестве его источника как биогенного элемента хватит) с давлением 0,2 - 0,3 бар. Тут вообще никаких внешних источников вещества не надо. Это правда даст результат хуже, чем с дополнительным количеством и азота. В отличие от Марса терраформирование Венеры без внешнего источника воды невозможно принципиально. 

[Dem]

Для того чтобы терраформировать Венеру - на неё достаточно добавить воды, а на чтобы Марса - азота.

Сколько на Марсе захороненного азота - ещё изучить надо, при наличии ультрафиолета он активно реагирует много с чем.
А на Венеру надо добавлять не воду а водород.

[AlexAV]

Сколько на Марсе захороненного азота - ещё изучить надо, при наличии ультрафиолета он активно реагирует много с чем.

Это да, но сомневаюсь, что много. На Земле (исходя из запасов карбонатов в литосфере) общий объём дегазации углекислого газа был около 30 бар, а азота в атмосфере чуть меньше 1 бар. На Венере объём дегазации - около 90 бар, а азота там около 3 бар. Для раннего Марса предпологается углекислая атмосфера с давлением максимум 2-3 бара, если считать, чт объём дегазации имел тот же порядок, то азота там исходно было (учитывая соотношение N2/CO2 для Земли и Венеры) максимум на 0,1 бар. Из этого объёма скорее всего ещё несколько десятков миллибар ушла в космос из-за диссипации атмосферы. Остаток едва ли решит проблему. Вероятно азота там много вообще никогда не было.

[AlexAV]

А на Венеру надо добавлять не воду а водород.

Лучше воду чтобы не создавать восстановительные условия в которых кислород в атмосфере будет накапливаться после терраформирования слишком медленно. И кроме того проще. Тел почти целиком состоящих из водного льда в поясе Койпера полно.

[EvilShurik]

Сколько на Марсе захороненного азота - ещё изучить надо, при наличии ультрафиолета он активно реагирует много с чем.

Это да, но сомневаюсь, что много. На Земле (исходя из запасов карбонатов в литосфере) общий объём дегазации углекислого газа был около 30 бар, а азота в атмосфере чуть меньше 1 бар. На Венере объём дегазации - около 90 бар, а азота там около 3 бар. Для раннего Марса предпологается углекислая атмосфера с давлением максимум 2-3 бара, если считать, чт объём дегазации имел тот же порядок, то азота там исходно было (учитывая соотношение N2/CO2 для Земли и Венеры) максимум на 0,1 бар. Из этого объёма скорее всего ещё несколько десятков миллибар ушла в космос из-за диссипации атмосферы. Остаток едва ли решит проблему. Вероятно азота там много вообще никогда не было.

Азота на Марсе много. Просто потому, что в его состав вошёл в большом количестве аммиак. Из-за расположения Марса. Вполне возможно, аммиачная селитра - основная соль подземных морей Марса.
На Земле азота выделилось на четыре атмосферы - не меньше чем на Венере. Но три атмосферы этого азота захоронены, в углеводородах и мантии Земли.

[neolopus]

Двигать планеты - это конечно уже даже не научная фантастика, а чистейшее фэнтези.

Позвольте-позвольте! Не чистейшее!
Примесь рационального в этом имеется.

Предлагаю другой вариант. Тягачём служит орбитальное кольцо из множества спутников (как у Сатурна), но оснащённых зеркалами. Зеркала всё время ориентируют так, чтобы импульс, получаемый от падающего и переотражённого света был направлен в одном выбранном направлении для всех зеркал. За счёт этого система из кольца и центрального тела получает импульс, а значит и ускорение, в выбранном направлении. Направлением этого импульса можно управлять, меняя программу ориентирования зеркал.

Желания считать сколько времени займёт перемещение Луны таким способом нет никакого.

Тут я тоже не готов высчитывать подобные величины тяги спутников световым излучением. Ибо просто не знаю как это считать и не совсем уверен, что это нужно считать и что смогу это посчитать.

Поэтому, если Вы не против - попробую вернуться к идее астероида-тягача планет на основе гравиманёвра. Тут я хотя бы что-то поосмысленнее сказать могу.

Вот посмотрите, дамы и господа - скорость окончательного улетания от Земли - 11 км/с (недалеко от поверхности). Скорость орбитального обращения - 8 км/с. Пока всё верно?
Предположим, что к Земле подлетает крупное небесное тело со скоростью, ну пусть 10 км/с. На самом деле нужно будет даже больше. Оно делает половину оборота вокруг нашей планеты и улетает. 10 туда минус 10 обратно - имеем 20. Импульс Земли изменён на 20 км/с*m_{астероида}.

Если можно было бы превратить, скажем, в наш планетный тягач Луну (пусть масса 1/80 от массы Земли) - один манёвр возле Земли - скорость планеты может быть изменена на 1/4 от километра в секунду.

Но теперь полученный импульс планетный тягач должен куда-то "сбросить". Он же улетает теперь от Земли? Должен же он к ней вернуться снова? Для этого нужно будет сделать гравиманёвр около другого тела, передав импульс ему.

Пусть это будет Юпитер. Уж при его-то массе он мало что почувствует.
Итак, сколько времени "тягач" будет лететь от Земли до Юпитера? Не знаю. Ну пусть это будет 5 лет. 5 лет туда и пять лет обратно.
Через 10 лет, по возвращению, снова можно менять скорость Земли.
Четверть километра в секунду за 10 лет.
Километр в секунду за 40 лет.
10 км/с за 400 лет.

Грубо говоря, в пределах тысячелетия можно землю вообще на другую орбиту "положить". И ближе к Солнцу, и дальше, и вообще в обратную сторону можно её "завращать" лет за 10 тысяч. Теоретически, конечно. Я ж не говорю - что это делать нужно?

Тут, правда, закавыка в том, что мы не потянем управление таким огромным телом, как Луна.
Но каменюкой поменьше, из пояса астероидов, которая уже и так сама по себе летает далеко от планет и не требует ещё и отрыва от них - возможно и сможем.

И пусть века превратятся в тысячи лет - но это всё же не миллиарды. И не совсем фэнтези.
Теоретически. за несколько тысяч или десятков тысяч лет можно было, скажем, "отдалить" Венеру от Солнца и "подтянуть" Марс (или ещё что-нибудь другое) к Солнцу. Понятно что мы не увидим и не доживём - но праправнуки праправнуков - могли бы, в принципе...

[Rattus]

Но каменюкой поменьше, из пояса астероидов, которая уже и так сама по себе летает далеко от планет и не требует ещё и отрыва от них - возможно и сможем.

Масса Цереры составляет почти треть всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе Земли и составляет около 1,3 % от массы Луны.

[neolopus]

Но каменюкой поменьше, из пояса астероидов, которая уже и так сама по себе летает далеко от планет и не требует ещё и отрыва от них - возможно и сможем.

Масса Цереры составляет почти треть всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе Земли и составляет около 1,3 % от массы Луны.

Ну раз масса в 100 раз меньше - значит и время будет в 100 рез больше. В первом приближении.
Пусть это будет не 400 лет - а 40 тысяч лет.
За 40 тысяч лет скорость Земли про помощи Цереры (приделай к ней реактивные двигатели соответствующей мощности для тонкой коррекции её движения в нужные моменты) можно изменить на 10 км/с.

Это не миллиарды лет, как-никак...
Это вполне обозримый даже в рамках человечества срок.
Теоретически за 50-100 тысяч лет человечество могло бы получить новую планету на приемлемой орбите.
Ещё лет через 50 - 100 тысяч - ещё одну.
А если им импульс ещё параллельно менять, не одной а потом другой, а по возможности всем участникам сразу, в параллельном режиме - то...

[LonelyWanderer]

Метод 1.
Предотвратить превращение Марса в ледниковую планету, если мы туда начнём качать газ и воду, можно, остановив его вращение, о чём я уже говорил неоднократно, но повторюсь ещё раз, раз тема как раз именно о перемещении планет. Тогда подсолнечная сторона будет получать столько же тепла, сколько Земля в целом, и в подсолнечной точке, где Солнце будет в зените, поверхность будет получать энергии в 2 раза больше (если не изменяет память, я как-то это уже считал), чем экватор Земли. Вот примерно в этой зоне, где солнечного тепла будет в 1.5-2 раза больше, чем на земном экваторе - установятся благоприятные положительные температуры (там, где будет один к одному, ближе к лимбу, будет холодно - скажутся холодные ветра с ночной стороны планеты). Критики сразу возразят - так ведь на ночной стороне замёрзнет вся вода, и даже углекислый газ! Но останавливать вращение Марса мы как будем? Койпероидами, т.е. завезём такое количество воды, что она замёрзнет на ночной стороне Марса, образовав многокилометровую ледяную шапку в высоту, а края этой шапки будут на дневной стороне. Благодаря пластичности льда ночная шапка не сможет вобрать в себя воды больше какого-то предела. И этот лёд будет двигаться подобно Антарктическому куполу к дневной стороне и там таять. Восполняя запасы и воды и углекислоты. Т.е. будет существовать круговорот этих веществ.
Растения же в подсолнечной точке получали бы больше света, чем на экваторе Земли, и солнечная энергетика на таком Марсе была бы гораздо эффективнее, чем земная (больше света и не нужно слежение за Солнцем). Как выглядел бы Марс при взгляде со стороны Солнца - изображение на рисунке снизу.

Метод 2.
Есть ещё один вариант, гораздо более сложный, но, возможно, более результативный - передвинуть Марс поближе к Солнцу. Но тут есть проблема, если сделать орбиту просто круговой, но ниже, ближе к Земле - она будет неустойчивой. Но есть способ - использование резонанса с Землёй.
Существует ряд устойчивых резонансов, среди которых, я считаю, наиболее подходящий 2:3. То есть 2 оборота Марса против 3 оборотов Земли. Тогда год на Марсе будет 548 дней (против нынешних 687). Этого недостаточно, но главное будет дальше.
Резонанс 2:3 - это, как правило, значительно вытянутая орбита планеты. Точно такую орбиту имеет Плутон относительно Нептуна. И Плутон подходит к Солнцу даже немного ближе Нептуна. Но отдаляется в афелии. Экстраполировав орбиту Плутона на новую орбиту Марса относительно Земли, я нашёл следующие параметры резонансной орбиты Марса:
- апогелий 147.4 млрд.км (даже немного ближе к Солнцу, чем Земля)
- перигелий 245 млрд.км (немного меньше афелия Марса).
При такой орбите было бы тёплое относительно короткое лето, но длительная зима месяцев 15. Растения бы приспособились.
Но есть вероятность того, что за лето не будут успевать таять льды и снега и что Марс всё-таки останется ледниковой планетой, как и на своей обычной орбите. Тогда можно продумать такое вращение планеты, чтобы во время пребывания в перигелии (на таком же расстоянии, как и Земля), какой-то участок планеты получал бы максимально большое количество тепла, чтобы всё растаяло уж наверняка. И такой способ есть. Это "лежачая" ось вращения.  Как у Урана. Т.е. наклон оси вращения не 24 градуса, как сейчас, а все 90 градусов. И таким образом, чтобы именно в перигелии ось вращения Марса была направлена на Солнце. Т.е. летом солнце будет над, допустим, Северным полюсом в зените круглосуточно. И это на расстоянии в 147 млн.км. Тут уж никакие льды не выдержат таких издевательств - тепла будет поступать аж в 4 раза больше, чем на земном экваторе. Летом будет буйство растительности. Из недостатков - крайне долгая и холодная полярная ночь длиной аж 274 дня, или 9 месяцев. Людям удобнее будет на это время переселятся на зимнюю дневную сторону, находящуюся в афелии планеты - на южном полюсе в это время будет тоже достаточно тепло: там, как и в первом варианте с остановленным вращением, будет поступать в 2 раза больше солнечного тепла, чем на земном экваторе, и, скорее всего, тоже не смогут существовать льды и снега, и тоже будет зелень, но более умеренного климата. На картинке ниже я обрисовал и пояснил предположительную ситуацию.

[neolopus]

Насколько я помню - вращающиеся тела очень не любят менять плоскость вращения. Гироскоп-сЪ. "Положить" Марс "набок" будет нелегко. Он будет сопротивляться.

[LonelyWanderer]

Я вот что подумал. Если ось вращения Марса положить на бок, и сделать период вращения спин-резонансным к Солнцу - т.е. равным одному году, то не только северный и южный полюса будут месяцами освещаться солнцем в зените, не давая никаких шансов ледникам, но и экваториальные зоны и умеренные - во время движения от перигелия к афелию и обратно Марс будет очень медленно поворачиваться, и каждая территория, оказавшаяся под Солнцем, будет получать огромное количество энергии и таять, и таким образом Солнце как-бы будет оставлять след, тянущийся по сложной траектории от полюсов через умеренные зоны к экватору и обратно. Лето будет мигрировать по всей территории планеты по сложной траектории в течении года. Траектория будет направляться от, например, Северного полюса и под углом, если не ошибаюсь, 45 градусов - направляться на юг, через умеренные широты, через экватор - к Южному, перебирая мередианы с той же скоростью, что и параллели - например, зенит сместится за какое-то время на 20 градусов на юг и на 20 градусов на восток. Будут зоны, где и не будет Солнце подниматься выше 45 градусов - там, вероятно, будут ледники, получится сложная система ледников и зон, свободных от многолетнего льда. И ледники уже не будут тамими масштабными. А если период вращения не делать спин-резонансным, а несколько быстрее или медленнее марсианского года (но не намного) - то тогда вообще каждая точка планеты будет попадать в ситуацию, когда над ней установится в зените солнце на несколько месяцев. И тогда, вероятно, вообще нигде не будет никаких ледников - будут только места, где снег будет скапливаться за несколько лет, до момента, когда настанет черёд данной местности быть постоянно под солнцем. Но даже 5-метровому слою снега, выпавшему за время ожидания, хватит пару месяцев растаять.

[Poleno]

можно, остановив его вращение

Лучше не останавливать совсем, а оставить очень-очень медленным. "Лето-день" на каждом конкретном месте должно длиться 1.5-2 средних срока выхода многолетних деревьев в "зрелость". Так люди смогут вести достаточно долговременную хоз.деятельность.
С точки зрения геологии это всё равно "быстро" и тяжесть льда будет "живительно" "массировать" литосферу.

[crazy_terraformer]

Меня несколько оттеснили карусели с искусственной гравитацией и страшная радиация в теме "Колонизация Марса"...

Смеси суперпарниковых фторидов согласно http://www.pnas.org/content/98/5/2154.full надо от 240-810 частей на миллиард по объёму для атмосферы Земли в зависимости от компонентов.

The total molecular column density of the mixture is less than 5 × 10²² m⁻², which would be about 240 parts per billion by volume (ppbv) of Earth's atmosphere. If the bandwidth is estimated as 16 cm⁻¹, achieving τ = 3 would require the addition of some NF3 and CF3NF2 to the five gases in Table 2 and a total molecular column of 1.7 × 10²³ m⁻² (about 810 ppbv of Earth's atmosphere).

Оптимальные смеси суперпарниковых фторсодержащих газов согласно этой  работе должна содержать от немногим менее 5×10²² до 1,7×10²³ молекул этих газов на квадратный метр поверхности.

(кликните для показа/скрытия)

Посчитаем сколько будет молекул в первой смеси из таблицы 3.



3,5×10²²м⁻² - газы с 8 атомами фтора;
0,52×10²²м⁻² - газ с 6 атомами фтора;
0,8×10²²м⁻² - газ с 10 атомами фтора;
Итого первая смесь 4,82×10²²м⁻², пересчитаем на атомарный фтор 3,912×10²³м⁻²

(кликните для показа/скрытия)

3,5*8+0,52*6+0,8*10=28+3,12+8=39,12

Более половины газов в таблице 3, соответствующей 4,82×10²²м⁻² содержит 8 атомов фтора,  для достижения 1,7×10²³м⁻² их бодяжат трифторидом азота NF₃  и CF₃NF₂ в неизвестных соотношениях, т.е. больше половины второй смеси молекул будет составлять смесь молекул содержащих 3 и 5 атомов фтора. Будем считать, что основная часть этой молекул содержит 5 атомов фтора CF₃NF₂ для упрощения счёта.

(кликните для показа/скрытия)

17×10²²−4,82×10²²=12,18×10²²м⁻²
3,912×10²³+5*12,18×10²²=(3,912+6,09)×10²³=1,0002×10²⁴м⁻²

Итого, вторая смесь содержит атомарного фтора 1,0002×10²⁴м⁻²

(кликните для показа/скрытия)

A(F)=18,998г/моль
N_A=6,02214076×10²³моль^-1
A(F)/N_A=m1_столба(F)/(3,912×10²³)
m1_столба(F)=3,912×10²³×A(F)/N_A=3,912×10²³×18,998/(6,02214076×10²³)=3,912×18,998/6,02214076=~12,341155573=~12,341г/м²
m2_столба(F)=1,0002×10²⁴×A(F)/N_A=1,0002×10²⁴×18,998/6,02214076×10²³=10,002×18,998/6,02214076=~31,55323=~31,553г/м²
Площадь поверхности Марса S=1,4437·10⁸ км²=1,4437·10¹⁴м²
Масса фтора m(F)=m_столба(F)*S
m1(F)=m1_столба(F)*S=~17,81693·10¹⁴г=~1,782 млрд.тонн
m2(F)=m2_столба(F)*S=~45,553399·10¹⁴г=~4,555 млрд.тонн

Масса атомов фтора в составе молекул суперпарниковых газов в терраформированной атмосфере планеты в зависимости от выбора оптимальной смеси будет от ~1,782 млрд.тонн до ~4,555 млрд.тонн.
Это адекватно парциальному давлению фтора от ~0,045798 Па до ~ 0,117094 Па

(кликните для показа/скрытия)

m1_столба(F)*3,711/1000=~0,0457980283304=~0,045798 Па
m2_столба(F)*3,711/1000=~0,1170940387=0,117094 Па

Although the lifetimes in Table 3 look long, they imply that the greenhouse gases considered here would require replenishment at a rate of nearly 400 kilotons per year to offset photolysis. Because the lifetimes in Table 3 were modeled at 1 astronomical unit from the sun, it would be plausible to multiply those lifetimes by 2.3, reducing the annual requirement to 170 kilotons...

Fluorine on Mars would have to be mined locally. For comparison, South African export of acid-grade fluorspar was 470 kilotons in 1980 but then receded somewhat because of weak commodity markets (20). It takes 2.2 tons of acid-grade fluorspar to produce a ton of HF, and the majority of the weight of the gases we are discussing is the fluorine weight. Even though the bulk composition of Mars may be richer in fluorine than that of Earth's (, whether the element can be found there in sufficient concentrations is unknown.

Рассматриваемые в статье парниковые газы потребуют пополнения со скоростью почти 400 тысяч тонн в год для компенсации фотолиза для времён жизни смоделированых в 1 астрономической единице от Солнца, было бы правдоподобно умножить эти времена жизни на 2,3, уменьшив годовое требование до 170 тысяч тонн.

Фтор на Марсе нужно добывать на месте. Для сравнения, южноафриканский экспорт плавикового шпата кислотного класса(97% и более CaF₂) в 1980 году составлял 470 тысяч тонн, а затем несколько снизился из-за снижения спроса. Для производства тонны HF требуется 2,2 тонны плавикового шпата кислотного класса, и большая часть предлагаемых газов, это вес фтора. Несмотря на то, что марсианский кларк фтора может быть больше, чем земной, неизвестно имеется ли этот элемент там в достаточных концентрациях.

Порядка от 1,8 млн до 4,6 млн. тонн фтора в год в течение тысячи лет надо произвести, чтобы синтезировать достаточное количество суперпарниковых фтористых соединений для создания комфортного климата на Марсе, а для того чтобы уменьшить УФ-фотолиз этих газов придётся добавлять в атмосферу кислород, а для меньшей пожароопасности азот и инертные газы.
170 тысяч тонн для компенсации фотолиза- этот вопрос будет решён полностью либо частично генно-инженерным методом. Т.е. либо будут созданы некие жизненные формы, выделяющие необходимые суперпарниковые газы в нужном объёме, либо скорее всего будут созданы организмы, концентрирующие фтор, они будут играть роль источника фтора для всех технических нужд.

Вполне вероятно, что в осадочных породах Марса шло накопление фторидов,наверняка есть какие-то месторождения гидротермального, вулканического и магматического происхождения. Но я решил рассчитать содержание фтора в метровом слое базальта - это одна из самых распространённых пород на Марсе(скорее всего Марс весь покрыт базальтом под всеми осадочными породами и вечной мерзлотой), беру плотность земного базальта 2,6—3,1 г/см³  и кларковое число фтора в литосфере Земли 625-660 г/тонну. Площадь Марса S=1,4437·10⁸ км²=1,4437·10¹⁴м².
Ср.плотность базальта y=2,85 т/м³

(кликните для показа/скрытия)

(кликните для показа/скрытия)

(2,6+3,1)/2=2,85 г/см³=2,85 тонн/м³

Масса верхнего метрового слоя базальтовой коры Марса - m(базальт)=~S·y·1=4,114545·10¹⁴т

(кликните для показа/скрытия)

1,4437·10¹⁴*2,85=4,114545·10¹⁴

Возьмём среднее арифметическое кларковое число фтора в литосфере Земли 6,425·10^-4т/т

(кликните для показа/скрытия)

625+660/2=642,5 г/т=0,6425кг/т=6,425·10^-4т/т

(кликните для показа/скрытия)

m(F)=m(базальт)6,425·10^-4=4,114545·10¹⁴*6,425·10^-4=2,6435951625·10¹¹т

В результате предположительно масса фтора в верхнем метровом слое базальтовой коры Марса ~2,6436·10¹¹т=264,36 млрд.тонн в 58-148 раз больше, чем надо для терраформирования атмосферы и на пополнение из-за фотолиза должно хватить.

Порядка от 1,8 млн до 4,6 млн. тонн фтора в год в течение тысячи лет надо произвести, чтобы синтезировать достаточное количество суперпарниковых фтористых соединений для создания комфортного климата на Марсе,

Или соответственно 18-46 млн.тонн фтора в год за сто лет.

Масса фтора в будущей терраформированной атмосфере планеты в зависимости от состава оптимальной смеси от ~1,782 млрд.тонн до ~4,555 млрд.тонн.

Масса фтора в верхнем метровом слое базальтовой коры Марса ~2,6436·10¹¹т=264,36 млрд.тонн в 58-148 раз больше, чем надо для терраформирования атмосферы и на пополнение из-за фотолиза должно хватить.

Т.е. надо переработать от`~0,7 до ~2см слоя базальтовой коры Марса.

(кликните для показа/скрытия)

100/58=~1,72414=2см
100/148=0,(675)=0,7см

Ессно процесс выброса основной массы суперпарниковых фторидов можно растянуть на 300 лет и более, и выбрасывать в начале только хлорпроизводные в основном, а фториды как примесь, т.к. хлора наверняка больше в соляных пластах и будет проще поднять температуру на Марсе его производными, что позволит увеличить давление атмосферы за счёт испарения углекислотных полярных шапок и углекислотной вечной мерзлоты, задействовать бактерии-денитрификаторы и выбросить атмосферу депонированный азот из отложений его солей в верхних слоях литосферы, растопить водный лёд полярных шапок и вечной мерзлоты, что приведёт к образованию гидросферы - озёр, рек и подповерхностных водных горизонтов, несколько проще получать кислород из жидкой воды, чем изо льда.
Ессно пока в атмосфере будут нестойкие хлоруглероды, то согласно теории они разрущают озон и определённый период без костюмов и масок защищающих от УФ на просторы Марса выходить будет нельзя, а жизнь будет развиваться только под куполами, а также под слоем воды в марсианских озёрах....
А вот как приучить жизненные формы выбрасывать определённые фторпроизводные для компенсации разложения этих веществ в атмосфере, это вопрос. Надо будет~ 1,178 миллиграмма фторидов с м^2 поверхности планеты в год организовать.

[LonelyWanderer]

В общем, промоделировав различные варианты изменения вращения Марса, чтобы сделать всю её поверхность доступной, а не как в случае полной остановки вращения планеты, когда большая часть планеты покроется ледяным панцирем, и лишь порядка четверти площади планеты (в подсолнечной области) будет свободна ото льда, нашел следующее.

Оптимально Марс "положить на бок", сделать ось вращения, как у Урана, направленную на Солнце. Тогда каждый из полюсов будет длительно освещаться солнцем находясь в перигелии и афелии соответственно.

Один из полюсов, находящийся в афелии будет получать следующее количество энергии за 24 часа:
1367 Вт (солнечная постоянная) / 1,666 (а.е.)² * 3600 * 24 = 42.55 МДж.
Для сравнения,  максимально экватор Земли во время равноденствия получает 37.7 МДж над облаками (http://ggf.tsu.ru/content/faculty/structure/chair/meteorology/publications/Климатология/text/16.html), что в 1,13 раза меньше. Точка, где солнечная инсоляция за 24 часа будет точно такая же, как максимально возможная на земном экваторе будет отстоять на 19.6 градусов от полюса. При длине меридиана (экватора) Марса в 21299.6 км, получается окружность диаметром 1159.6 км на всей площади которой инсоляции будет больше, чем в любом месте Земли.

Полюс, находящийся в перигелии будет получать следующее количество энергии за 24 часа:
1367 Вт (солнечная постоянная) / 1,381 (а.е.)² * 3600 * 24 = 61.93 МДж. Что в 1,64 раза больше максимальных показателей на Земле. Точка, где солнечная инсоляция за 24 часа будет точно такая же, как максимально возможная на земном экваторе будет отстоять на 56.65 градусов от полюса. Получается окружность диаметром 6703,46 км на всей площади которой инсоляции будет больше, чем в любом месте Земли.

В межсезонье будут освещаться и "отапливаться" "бока" Марса. Для того, чтобы каждый участок мог хорошо прогреться, избавляя от накоплений снега и льда, Марс должен вращаться, но очень медленно. Смоделировав ситуацию, нашёл, что при сидерическом периоде вращения (относительно звёзд), равном 1 оборот вращения за 4 марсианских года, каждая точка планеты минимум раз в 4 марсианских года будет попадать в ситуацию, когда Солнце будет зависать месяцами высоко над горизонтом от 45 градусов и выше, и будет приход тепла, сопоставимый с земным экватором. Т.е. возникнет сложная климатическая система так, что в течении 4-х летнего периода лето будет мигрировать по сложной траектории на поверхности Марса таким образом, что каждый участок планеты окажется там от 1-го раза за этот период (некоторые области умеренных и экваториальных территорий) до 4-х раз (полюса).

Предполагаю, что атмосферное давление на Марсе лучше сделать небольшим, между 0.5-1 бар, для того, чтобы климат был достаточно континентальным, чтобы поверхность за лето хорошо прогревалась и устранялись все накопленные за длительную зиму снега, и для того, чтобы избежать значительного переноса холодных воздушных масс с ночной стороны. С этой же целью не должны создаваться столь большие водоёмы, которые могли бы переносить большие обьёмы тепла (и холода) между широтами, и которые могли бы запасать большое количество холодных водных масс на месте. Т.е. океанов не должно быть, только локальные моря.

В итоге, думаю, что на полюсе, находящимся в перигелии установятся условия с жарким летом и листопадными лесами, способными переживать длительную полярную холодную ночь (вроде берёз и лиственниц). Длительность лета здесь составит 216 дней, зимы - 471 лень. Это если брать по границе круга, соответствующему количеству энергии >земного экватора.
На полюсе афелия установится лесотундровая растительность (афелий хоть и будет каждый год освещаться солнцем в зените, но более всех удалён от Солнца). Длительность лета здесь составит 75 дней дней, зимы - 612 лень.
На всей остальной территории  (экваториальные и средние широты) установится тундровая или степная растительность (древовидные и кустарниковые растения не смогут переживать 4-х летней, а фактически 7-летней зимы, вряд-ли к этому можно приспособиться). Длительность лета здесь будет меняться в зависимости от местоположения территории, от 75 дней в умеренных широтах вблизи полюса афелия до 216 дней в умеренных широтах вблизи полюса перигелия. Но зима будет продолжаться до 7 земных лет, т.е. вплоть до 5000 дней на экваторе (при лете около 150 дней). Но ледниковых щитов не будет, только горные ледники.

[LonelyWanderer]

Вот тут гифка - анимация вращения Земли (для наглядности взял её) при вышеописанном вращении планеты, за 4-х летний период. Точка зрителя - со стороны Солнца. Выделил ярче круг, обозначающий высокое положение Солнца - 60-90 градусов над горизонтом, где Марс будет получать энергии больше, чем на Земле, т.е. примерно площадь, где будет в данный момент времени летний сезон. Усреднённо, эллиптичность орбиты и изменяемость размера этого круга не моделировал. Видно, что полюса попадают под солнечный свет регулярно, все остальные территории - 1 раз за 4 года.
https://vk.com/doc35827396_466223023?hash=d89e6bfd15bc1a421c&dl=dea169158896afd6c9

[LonelyWanderer]

Анимация 4-х летнего вращения Марса с наклонением 90 градусов. По марсианским вулканам (расположил в перигелии, направленными к солнцу) виден постепенный разворот планеты относительно Солнца (сначала идут 3 вулкана, потом Олимп, а затем наоборот) таким образом, что хотя бы раз за 4 года каждый участок планеты освещается солнцем под большим углом, что делает доступным 100% поверхности Марса. Сами вулканы, и противоположная территория освещаются каждый год.
Изобразил приблизительную территорию, свободную от снега (где солнечной энергии за 24 часа больше либо равно, чем на земном экваторе).

Стоп-кадр в любом месте также даст представление, как выглядел бы Марс в случае полной остановки вращения, только белым цветом будет уже не 1-4-х летний снег, а мощный ледниковый щит. С одной стороны несравнимо удобнее, но теряется большая часть поверхности.

прошу прощения, ссылка на авишку помоему онлайн не просматривается, только, скачивается, 65 Мб.
https://vk.com/doc35827396_466293149?hash=7d7ef2feff36313f51&dl=646703f208b04769ae