Show simple item record

dc.contributorGarcía-Berro Montilla, Enrique
dc.contributorIsern Vilaboy, Jordi
dc.contributor.authorGarcia Solà, Daniel
dc.contributor.otherUniversitat Politècnica de Catalunya. Departament de Física
dc.date.accessioned2016-12-15T14:07:12Z
dc.date.available2016-12-15T14:07:12Z
dc.date.issued2016-09
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2117/98345
dc.description.abstractLes característiques del planeta Mart fan que sigui un dels millors candidats per durhi a terme un procés d’enginyeria planetària conegut com a terraformació amb l’objectiu d’aconseguir una atmosfera habitable i respirable per als éssers humans. La primera etapa de la terraformació, anomenada ecopoiesi, consisteix a aconseguir les condicions climàtiques mínimes favorables per a establir un ecosistema on es puguin introduir microorganismes extremòfils, els quals ajudin a generar una atmosfera com la terrestre en etapes posteriors del procés. S’ha desenvolupat un model matemàtic latitudinal del sistema climàtic de Mart per estudiar l’evolució de les condicions climàtiques planetàries i l’alliberament del CO2 i H2O de les capes polars i del subsòl cap a l’atmosfera durant l’etapa d’ecopoiesi segons la modificació de l’albedo, la irradiació solar i la composició atmosfèrica. S’ha realitzat l’estudi de 4 simulacions diferents que modifiquen alguna de les variables d’entrada del model amb l’objectiu de determinar si és possible arribar i mantenir les condicions climàtiques següents: temperatura mitjana superior a 253 K, pressió atmosfèrica global entre 100 i 300 hPa, pressió parcial atmosfèrica de CO2 superior a 100 hPa i pressió parcial atmosfèrica d’H2O al voltant de 3 hPa. Dels mètodes proposats per dur el sistema climàtic de Mart a les condicions desitjades els més prometedors són aquells que impliquen afegir una combinació de gasos d’efecte hivernacle (EH) del tipus dels perfluorocarbonis. Les temperatures assolides permeten la introducció de microorganismes extremòfils per continuar el procés de terraformació en estadis posteriors. El temps requerit per assolir aquestes temperatures és de l’ordre del centenar d’anys. L’energia necessària es pot aconseguir aprofitant l’energia solar rebuda en el 0.1% de la superfície planetària amb una eficiència del 10%. Ara bé, els nivells de densitat atmosfèrica i d’humitat esperats no s’assoleixen perquè l’alliberament de volàtils del subsòl s’atura per la condensació d’H2O atmosfèric a la superfície de les latituds altes (|θ| ≥ 60º). Per reduir o evitar aquesta situació és necessari augmentar la temperatura d’aquestes latituds. En aquesta la línia es proposa continuar la investigació amb el model desenvolupat provant altres simulacions que permetin increments de temperatura majors en latituds altes per reduir o evitar la condensació d’H2O i permetre l’alliberament de més quantitats de volàtils a l’atmosfera. El tipus de simulació recomanat és el que combina l’increment de la insolació i l’addició de gasos EH a l’atmosfera.
dc.description.abstractLas características del planeta Marte lo convierten en uno de los mejores candidatos para llevar a cabo un proceso de ingeniería planetaria conocido como terraformación con el objetivo de lograr un ambiente habitable y respirable para los seres humanos. La primera etapa de la terraformación, llamado ecopoiesis, consiste en lograr las condiciones mínimas favorables para establecer un ecosistema donde se puedan introducir microorganismos extremófilos, que ayuden a generar una atmósfera como la terrestre en etapas posteriores del proceso. Se ha desarrollado un modelo matemático en latitud del sistema climático de Marte para estudiar la evolución de las condiciones climáticas planetarias y la liberación de CO2 y H2O de las capas polares y del subsuelo hacia la atmósfera durante la etapa de ecopoiesis según la modificación del albedo, la radiación solar y la composición atmosférica. Se ha llevado a cabo el estudio de 4 simulaciones distintas que modifican alguna de las variables de entrada del modelo con el fin de determinar si es posible conseguir y mantener las siguientes condiciones climáticas: temperatura media superior a 253 K, la presión atmosférica global entre 100 y 300 hPa, presión parcial atmosférica de CO2 superior a 100 hPa y presión parcial atmosférica de H2O alrededor de 3 hPa. De los métodos propuestos para llevar el sistema climático de Marte a las condiciones deseadas los más prometedores son aquellas que involucran la adición de una combinación de gases de efecto invernadero del tipo de los perfluorocarbonos. Las temperaturas alcanzadas permiten la introducción de microorganismos extremófilos para continuar el proceso de terraformación en etapas posteriores. El tiempo requerido para alcanzar estas temperaturas es del orden de los cien años. La energía necesaria se logra aprovechando la energía solar recibida en el 0.1% de la superficie planetaria con una eficiencia del 10%. Sin embargo, los niveles de densidad atmosférica y la humedad esperadas no se alcanzan porque la liberación de volátiles se anula debido a la condensación de H2O atmosférico en la superficie de las latitudes altas (|θ| ≥ 60º). Para reducir o evitar esta situación es necesario aumentar la temperatura en estas latitudes. En esta línea se propone continuar la investigación con el modelo desarrollado probando otras simulaciones que permitan incrementos de temperatura mayores en latitudes altas para reducir o evitar la condensación de H2O y permitir la liberación de más cantidades de volátiles a la atmósfera. El tipo de simulación recomendado es el que combina el aumento de la insolación y la adición de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
dc.description.abstractPlanet Mars is one of the best candidates for performing a process of planetary engineering known as terraforming with the goal of achieving a habitable and breathable atmosphere for humans. The first stage of terraforming, called ecopoiesis, consists on achieving the minimum climatic conditions favorable to establish an ecosystem where extremophile microorganisms can be introduced for creating an Earth-like atmosphere in later stages of the process. A latitudinal mathematical model of Mars climate system has been developed to study the evolution of planetary climatic conditions and the release of CO2 and H2O from polar caps and regolith to the atmosphere during the ecopoiesis stage according to the modification of the albedo, solar irradiation and the atmospheric composition. The study has been carried out with 4 different simulations that modify any of the input variables of the model in order to determine whether it is possible to achieve and keep the following climatic conditions: average temperature higher than 253 K, global atmospheric pressure between 100 and 300 hPa, atmospheric partial pressure of CO2 higher than 100 hPa and atmospheric partial pressure of H2O around 3 hPa. The most promising methods for bringing Mars climate system to the desired conditions are those that involve adding a combination of greenhouse gases, in particular perfluorocarbons. The temperatures reached allow the introduction of extremophile microorganisms in order to continue the process of terraforming in later stages. The time required to attain these temperatures is of the order of a hundred years. The energy required can be achieved by taking advantage of the solar energy received in the 0.1% of the planetary surface with an efficiency of 10%. However, the levels of atmospheric density and humidity expected are not reached because the release of volatiles from the underground is stopped by atmospheric H2O condensation on the surface of the high latitudes (|θ| ≥ 60º). To reduce or avoid this situation it is necessary to increase the temperature of these latitudes. Further investigation with the developed model is proposed for testing other simulations that allow greater temperature increases in high latitudes to reduce or prevent H2O condensation and allow the release of more amounts of volatiles into the atmosphere. The recommended type of simulation is one that combines the increase of solar radiation and the addition of greenhouse gases to the atmosphere.
dc.language.isocat
dc.publisherUniversitat Politècnica de Catalunya
dc.rightsS'autoritza la difusió de l'obra mitjançant la llicència Creative Commons o similar 'Reconeixement-NoComercial- SenseObraDerivada'
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subjectÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació
dc.subject.lcshClimatology -- Analysis
dc.subject.lcshMathematical models
dc.subject.lcshMars (Planet)
dc.subject.otherPlanet Mars
dc.subject.otherTerraformation
dc.subject.otherClimate Model
dc.subject.otherMarte
dc.subject.otherTerraformación
dc.subject.otherModelo climático
dc.titleLa Terraformació de Mart: desenvolupament d'un model climàtic latitudinal per estudiar l'ecopoiesi planetària de Mart
dc.title.alternativeThe Terraformation of Mars: development of a latitudinal climate model for studying the planetary ecopoiesis on Mars
dc.title.alternativeLa Terraformación de Marte: desarrollo de un modelo climático latitudinal para estudiar la ecopoiesis planetaria de Marte
dc.typeMaster thesis (pre-Bologna period)
dc.subject.lemacClimatologia -- Anàlisi
dc.subject.lemacModels matemàtics
dc.subject.lemacMart (Planeta)
dc.identifier.slugETSETB-230.121864
dc.rights.accessOpen Access
dc.date.updated2016-10-04T11:10:58Z
dc.audience.educationlevelEstudis de primer/segon cicle
dc.audience.mediatorEscola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona
dc.contributor.covenanteeInstitut d’Estudis Espacials de Catalunya


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Except where otherwise noted, content on this work is licensed under a Creative Commons license: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain