Der Mars

[Liopleurodon]

Die Atmosphäre soll bzw. darf ja nicht nur aus CO2 bestehen, wenn dort mal Pflanzen wachsen sollen. Ein zu hoher CO2 Partialdruck verhindert die Photosynthese.

H2O ist zudem auch das effektivere "Treibhausgas".
Allerdings kenne ich jetzt nicht die neuesten Daten bzgl Vorkommen.

Korrekt. Kasting, Toon und McKay hatten in ihrem Artikel ( http://lunar.earth.northwestern.edu/.../mckay1991.pdf ) auch nur mit Kohlendioxid gerechnet. Ebenfalls sehr effektive Treibhausgase sind verschiedene FCKW, die man entweder vor Ort produzieren oder einführen müsste, beides keine leichten Aufgaben.

Ein dauerhafter Mangelfaktor auch für das Wachstum von Pflanzen wäre wahrscheinlich Stickstoff.

[C.Baer]

Das Hauptproblem bei all dem ist ja ohnehin der Transport.

Wir sind noch so elend weit davon entfernt eine interplanetare Transportkapazität zu haben mit der wir eine kleine Industrie auf der Marsoberfläche aufbauen können.
Und ohne die geht da drüben überhaupt nichts los.

Wir schaffen es vielleicht in den nächsten Jahrzehnten Menschen auf den Mars zu schicken, aber die stehen da mit leeren Händen vor dem roten Planeten, wie Adam vor der Erde.

Spannend wird es erst dann, wenn wir zehntausende Tonnen Nutzlast transportieren und unsere moderne Technik drüben großflächig einsetzen können, für was für Zwecke auch immer.

Das werden wahrscheinlich die Jahre sein für die Gene Roddenberry sich die Abenteuer des Raumschiffs Enterprise ausgemalt hat.
Wenn überhaupt.

[Nilani]

Wieso hat der Mars eigentlich kaum Stickstoff in der Atmosphäre?

Wo ist denn der ganze Stickstoff hin? Im Gestein? Oder auch ins All verschwunden?

[Spocky]

Die Gesteine selbst sollten eigentlich kaum Stickstoff enthalten. Ich könnte dir zumindest auf Anhieb kein einziges Mineral nennen, dass Stickstoff regulär ins Kristallgitter einbaut. Es gibt ein paar organische Salze, aber ob es die auf dem Mars gibt ist eher zweifelhaft.

Ansonsten kann Stickstoff natürlich als Verunreinigung vorhanden sein. Bei Diamanten führt das beispielsweise zu einer Gelbfärbung und man hat daran früher künstliche Diamanten erkannt, die in einer normalen Atmosphäre hergestellt wurden. Dass man es daran erkannte zeigt aber auch schon, dass es auf natürliche Weise eher selten da vorkommt.

[Nilani]

Und wo könnte der Stickstoff dann sein?

Ohne Stickstoff wird Terraforming ja wohl nicht funktionieren, schließlich brauchen Pflanzen Stickstoff.

[Spocky]

Ohne Stickstoff wird Terraforming ja wohl nicht funktionieren, schließlich brauchen Pflanzen Stickstoff.

Bei und findet man ihn außer in der Luft schon auch im Boden, aber eben nicht im Gestein, sondern im Mutterboden. Dafür siehts auf dem MArs allerdings auch schlecht aus. Einzige Chance wäre, wenn stickstoffhaltige Schichten vom Sand verdeckt wurden oder man findet Reste in den Fluss- und Seenablagerungen, die es da offensichtlich auch gibt.

[Liopleurodon]

Und wo könnte der Stickstoff dann sein?

Ohne Stickstoff wird Terraforming ja wohl nicht funktionieren, schließlich brauchen Pflanzen Stickstoff.

Richtig, den müsste man importieren. Für eine Marskolonie dürfte es interessant sein, den ankommenden Raumschiffen ihre organischen Abfälle inklusive der Fäkalien abzunehmen und diese als Dünger einzusetzen. Zudem könnte man als Händler vermutlich Kunstdünger auf dem Mars gut verkaufen.

[xanrof]

Importieren müßte man das auf lange Sicht nicht zwingend: Die Marsatmosphäre hat knapp 2 % Stickstoff.

Wenn Energieversorgung kein Problem darstellte (zB durch Fusionsreaktoren, etc.), dann könnte man das zuerst das CO2 reduzieren und mit dem Sauerstoff Nitrate produzieren.
(Der Sauerstoffbedarf für Kolonisten wäre deutlich geringer)

Außerdem gibt es im Marsboden durchaus signifikante Mengen S, P und Cl.
Vor allem der Phosphor wäre für den Pflanzenwuchs wichtig.

[Dannyboy]

Importieren müßte man das auf lange Sicht nicht zwingend: Die Marsatmosphäre hat knapp 2 % Stickstoff.

Bezogen auf irdische Verhältnisse sind das nur Spuren.

[xanrof]

Bezogen auf irdische Verhältnisse sind das nur Spuren.

Mir ging es darum, dass sich Stickstoff durchaus bereits auf dem Mars befindet (man es also nicht dahin transportieren müßte).
Ob Pflanzen Stickstoff in der Atmosphäre brauchen, weiss ich nicht.

[Spocky]

Meines Wissens können die Pflanzen den Stickstoff nicht aus der Luft aufnehmen, zumindest nicht direkt. Das können aber Bakterien, die im Boden leben.
Stickstoffkreislauf ? Wikipedia

[Liopleurodon]

Mir ging es darum, dass sich Stickstoff durchaus bereits auf dem Mars befindet (man es also nicht dahin transportieren müßte).
Ob Pflanzen Stickstoff in der Atmosphäre brauchen, weiss ich nicht.

Der CO2-Partialdruck ist nach oben hin limitierend für die Photosynthese. Schon ab 10 mbar CO2 zeigt sich eine Inhibition. Sollte man zur Temperaturstabilisierung eine fast reine CO2-Atmosphäre von 1 bar erschaffen, so wie von McKay und Kollegen vorgeschlagen, dann wäre diese Luft sowohl für Tiere als auch für Pflanzen giftig. Mit irgendetwas müsste man diese Mischung verdünnen. Stickstoff wäre dafür grundsätzlich gut geeignet.

Aus einer nur 10 mbar dichten Atmosphäre den Stickstoffanteil von 2% herauszuholen ist sicher prozesstechnisch eine Herausforderung. Ob Stickstoff fixierende Bakterien mit so geringen Konzentrationen noch umgehen können, weiß ich gerade nicht. Der Vorgang ist jedoch für die Zellen sehr energieaufwändig.

https://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese#Kohlenstoffdioxid

https://de.wikipedia.org/wiki/Stickstofffixierung

[xanrof]

Aus einer nur 10 mbar dichten Atmosphäre den Stickstoffanteil von 2% herauszuholen ist sicher prozesstechnisch eine Herausforderung.

Das sollte nicht allzu kompliziert/aufwendig sein, wenn man Cryotrapping verwendet:
Siedepunkt Stickstoff -200°C
Sublimationspunkt CO2 bei -78°C

Wenn man die Temperatur zB bei -100 bis -150°C hält, lässt sich das meiste CO2 relativ leicht entfernen.
Zusätzliche Purifikation erreicht man dann mit Ionengettern.
Zurück bleiben i.w. nur N2 und Ar. Letzteres ist ein Inertgas und stört nicht bei der Oxidation des N2.

Zur Erinnerung: es geht hier nicht um die Veränderung der Marsatmosphäre,
sondern um die großtechnische Gewinnung von Dünger (Nitrate).

[Dannyboy]

Sicher doch. Und nun rechne mal nach, wieviel tausend Kubikmeter Marsatmosphäre man derart prozessieren muss, um 1 t Nitrat-Dünger zu gewinnen.

[xanrof]

...wieviel tausend Kubikmeter Marsatmosphäre man derart prozessieren muss, um 1 t Nitrat-Dünger zu gewinnen.

Das Gasgemisch ist da bereits verflüssigt.
Daß für den ganzen Prozess Energie im Überfluss vorhanden sein muss, ist Voraussetzung.