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Apprendre à cultiver sur Mars pourrait effectivement sauver l'agriculture sur Terre

2021

Quand j'ai parlé pour la première fois à Gene Giacomelli, il dominait un vignoble terrestre.

Dégustation de vin cet après-midi dans la Napa Valley, en Californie, la première mission de Giacomelli était de rendre visite à son fils, un viticulteur. Mais le phytotechnicien a déclaré que son week-end serait également consacré à des recherches scientifiques importantes. "Bien sûr, un jour, nous allons embouteiller du vin sur une autre planète, a-t-il dit depuis son perchoir à l'arrière d'une camionnette.

Pendant plus d'une décennie, Giacomelli a supervisé un projet avec la National Science Foundation visant à produire de la nourriture en Antarctique, ce que la NASA et d'autres considèrent comme un fac-similé de ce que pourrait être la vie sur la Lune et sur Mars. Bien que l'objectif public du projet soit de mieux comprendre le fonctionnement de l'agriculture dans l'espace, Giacomelli espère également améliorer l'agriculture sur Terre. Il s'avère que ces objectifs pourraient bientôt converger. Si l’humanité peut être convaincue qu’il est trop tôt pour abandonner cette planète, l’évolution de l’agriculture pour Mars pourrait bien revenir dans la Napa Valley - et dans tout le pays.

Comme tout le monde le sait déjà, cette planète connaît actuellement des défis sans précédent. À tel point que Stephen Hawking a affirmé cette semaine qu'il ne nous restait que 100 ans pour que des humains s'installent ailleurs dans la galaxie, sans quoi notre espèce entière serait en voie d'extinction. Sa déclaration est plutôt douteuse, mais il est vrai que notre avenir est plutôt sombre.

Prends la Californie. Jusqu'à cet hiver, l'État était étouffé par la sécheresse depuis des années. Le manque d'eau de pluie a entraîné une surutilisation des réservoirs d'eaux souterraines sur les terres agricoles. À présent, la fertile vallée intérieure de l'État est en train de couler - à raison de 2 pieds par an - alors que la nappe phréatique se dégonfle comme un ballon perforé sous la surface. Et bien que la sécheresse ait été temporairement atténuée par une récente tempête de neige, selon la plupart des estimations, elle reviendra bientôt. Franchement, l'avenir de cet État ressemble beaucoup à celui de Mars moderne.

La quatrième planète ne possède aucune source d'eau potable connue et des tempêtes de poussière régulières envahissent de vastes étendues de la planète. Pour le transformer, il nous faudrait des armes nucléaires ou un réchauffement climatique stimulé artificiellement. Même dans ce cas, ces processus pourraient prendre jusqu'à 100 000 ans pour rendre la planète presque inhabitable. La Californie est peut-être en train de s'assécher, mais elle fournit toujours à notre pays tout, des amandes à l'avocat, tout en cultivant même la plante la plus robuste de cactus, connue pour être l'exact opposé de la grande maintenance, difficile à imaginer dans le bassin de Borealis de Mar .

Et pourtant, beaucoup semblent avoir abandonné les problèmes pernicieux de la Californie, tout en restant sur Mars comme un terrain de jeu pour les innovateurs. Avec le bon gars et un bon plan, le récit semble aller, notre voisin le plus proche sera habitable sous peu. Elon Musk, un dessinateur autoproclamé pour la colonisation de l'espace, teste activement des combinaisons et des fusées spatiales résistantes aux radiations destinées à nous emmener sur Mars. La NASA et l'Agence spatiale européenne se sont joints à lui dans l'engouement pour gérer leurs propres serres lunaires et leurs nouveaux rovers par le biais de la sonnerie.

Au milieu de l'horreur et du battement de cœur, une question demande à être posée: si nous croyons pouvoir nourrir une petite colonie d'êtres humains avec de la nourriture produite sur une friche inhospitalière, sans eau ni oxygène, pourquoi ne pouvons-nous pas trouver des moyens de conserver l'agriculture sur la planète que nous connaissons déjà? Plus clairement, quelle est la différence entre vivre durablement sur Mars aujourd'hui et en Californie dans 100 ans?

Ce n'est pas exactement une barrière technologique. Si quelqu'un dit que se rendre sur Mars est, à l'heure actuelle, plus facile que d'améliorer la planète sur laquelle nous sommes déjà, ils mentent probablement. En outre, les nobles objectifs des non-terriens tels que Musk n'ont été renforcés que par des percées technologiques réelles et relativement récentes sur cette planète. "Lorsque vous regardez vers l'extérieur, vous apportez de nombreuses innovations, comme nous l'avons mentionné dans le programme spatial, explique Steven Dick, l'ancien historien de la NASA. Dans les années 1990, les lampes à LED étaient brevetées pour la croissance des plantes et permettaient aux agriculteurs de cultiver des plantes plus grandes et plus grandes. Le développement de techniques hydroponiques - où les plantes sont cultivées sans sol - permet aux astronautes de la Station spatiale internationale de cultiver leur propre mélange de salades en apesanteur.

Giacomelli et son équipe ont intégré ces innovations, ainsi que d’autres, dans la conception de leur projet de serre lunaire en boucle fermée. En théorie, les astronautes pourraient produire chaque jour la moitié de la nourriture dont ils ont besoin et générer toute l'eau dont ils ont besoin pour boire et l'oxygène dont ils ont besoin pour respirer tout en vivant sur Mars. "Imaginez-le comme un robot biologique, a déclaré Giacomelli, à propos de son système, qu'il imagine être un cylindre de 18 pieds sur 8 pieds, de la taille d'une piscine arrière-cour. L'urine d'un astronaute serait nettoyée, traitée et acheminée aux plantes. Les plantes grandiraient de manière hydroponique et seraient alimentés par des lampes LED alimentées par des panneaux solaires, voire par un réacteur nucléaire portable. Au fur et à mesure de leur croissance, les centrales produiraient de l'humidité qui serait extraite et condensée dans de l'eau potable. Le cycle se répète encore et encore. " Tu garderas les plantes en vie et ils te garderont en vie, dit Giacomelli.

Mais après des années passées à peaufiner cette idée, le prototype de Giacomelli n’est plus qu'un prétexte: une preuve de concept, et non une vraie machine écologique. Bien que nous puissions utiliser le système ici et maintenant, la volonté de mettre en œuvre la technologie sur Terre semble limitée à Giacomelli lui-même. Il dit que le système restera probablement en place jusqu'à ce que la NASA ou une autre agence élabore sa charte sur Mars.

D'autres exploitations spatiales ont connu le même scepticisme de la part des terriens. Lorsque Dickson Despommier a proposé pour la première fois l’idée d’une ferme verticale, les gens étaient certainement intrigués. Mais ils ont considéré qu'il s'agissait davantage d'un projet scientifique que d'une révolution agricole viable. "Ils pensaient que l'agriculture était une chose tellement naturelle de faire cela. Comment pouvez-vous mettre cela dans un bâtiment?", Explique Despommier. "Ils ne pensent pas au Dust Bowl, ils ne pensent pas aux mauvaises récoltes, à la sécheresse en Californie, aux parasites, aux criquets et aux oiseaux qui mangent les graines." Nous négligeons de penser à toutes les choses contre nature que nous avons déjà faites, soutient-il, et aux grands défis que la nature continue de poser.

Dans les décennies qui ont suivi, l’agriculture verticale - qui consiste à empiler de manière dense les cultures dans des espaces clos et à utiliser des techniques hydroponiques et à DEL pour les cultiver - n’a pas révolutionné l’agriculture. Mais il s’agit d’un élément de plus en plus important d’un secteur agricole qui se diversifie lentement. Selon Despommier, il existe environ 100 fermes en activité aux États-Unis et de nombreuses autres sont disséminées dans le monde. Les serres simples qui utilisent la lumière du soleil et les engrais traditionnels ont été adoptées plus largement, avec une production de serre supérieure à 230 millions de pieds carrés. Bien que dépendantes de forces naturelles telles que la lumière, les serres constituent un lien essentiel dans l’évolution de l’agriculture, car elles permettent de cultiver des cultures uniques comme les tomates toute l’année.

Cela tient en partie au fait que les produits d’une serre ont un coût équivalent à ceux de l’agriculture de plein air, mais l’agriculture verticale et les autres techniques de l’ère spatiale restent chères, même si elles ne sont plus prohibitives. Daniel Schubert, expert en matière de fermes spatiales à l’Agence spatiale allemande, a mené deux études pour analyser cet écart économique persistant. Il y a cinq ans, il a découvert que la culture de matières organiques avec la culture hydroponique et les lampes à LED coûtait 12, 80 $ de plus par kilo que l'agriculture traditionnelle dans la campagne allemande. C'était décevant, mais il a prédit - et en est venu à prouver - que le prix baisserait à mesure que les outils du commerce deviendraient plus largement disponibles et que les agriculteurs deviendraient plus efficaces sur ce nouveau support. L'automne dernier, une nouvelle étude a révélé que le coût actuel ne coûte que 3, 20 $ de plus le kilo et qu'il devrait continuer à baisser. Il pense que cela montre que la technologie conçue pour les espaces les plus éloignés peut être mise en œuvre dans notre propre quartier.

Outre ces avancées, un million d'autres innovations agricoles liées à la terre sont actuellement en cours. En Italie, des chercheurs testent les eaux, littéralement, pour voir si l'agriculture sous-marine est réellement viable. Monsanto et d'autres chercheurs travaillent au développement de semences résistantes au sel et à la sécheresse.

Malgré cette tendance à la hausse pour les méthodes d'agriculture alternatives, les choses semblent toujours aller plus vite sur la table de rédaction de Musk pour Mars que sur le terrain en Californie. Les perturbations dangereuses des anciens équilibres de la Terre se produisent, quant à elles, à un rythme plus rapide que jamais. Au cours du prochain siècle, la Californie deviendra probablement encore plus résistante à nos pratiques actuelles si les émissions de carbone passées ne sont pas résorbées et les empreintes futures réduites. Et Mars restera probablement inhospitalier, même si une mission humaine finit par rompre son atmosphère fine et poussiéreuse.

Dick, l'historien de l'espace, a raison de dire que nous sommes poussés à innover lorsque nous pensons à ce qui est nouveau et à venir. Mais je ne peux pas être le seul à se sentir un peu sec et dégonflé - à l'instar de la crème glacée spatiale crayeuse que nous avons dégustée pendant notre enfance - devant la perspective d'abandonner cette planète à la poursuite d'une autre. Peut-être devrions-nous réfléchir à ce que la colonisation de presque chaque centimètre de la Terre a fait à la planète avant de passer à la suivante. Et peut-être que ce que nous devons découvrir n'est pas la promesse d'une nouvelle planète, mais la résolution de corriger les erreurs que nous avons déjà commises.

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