テラフォーミング

荒野に取り残された空き家を人が住める空間にするには、断熱材を入れ、水道や換気設備を整える必要があります。テラフォーミングも、惑星丸ごとを対象に行う巨大な惑星リフォーム工事のようなものです。

現在、人類が最も有力な候補地としている火星は、気温が氷点下数十度と極めて低く、大気も非常に希薄です。そのため、まずは惑星を温める必要があります。火星の極地方、特に南極冠に堆積しているドライアイス（凍結した二酸化炭素）を巨大な軌道ミラーや熱で溶かし、大気中へ放出させる手法が代表的な案として提唱されてきました。ただし、2018年のNASA支援の研究では、火星に残る二酸化炭素をすべて放出しても気圧を十分に高めるのは難しいという分析も出ています。

大気中に二酸化炭素が増えれば、温室効果によって太陽の熱を閉じ込められるようになります。構想どおりに進めば、惑星が徐々に温まるにつれて地下の氷が溶け出し、川や海が生まれます。さらに気圧が高まることで液体の水が蒸発せずに地表に留まれるようになり、地球に似た基礎環境が整うと期待されています。

映画などでは、酸素発生装置を動かせばすぐに息ができるようになるかのように描かれがちです。しかし、惑星の改造はそれほど単純ではありません。惑星を取り巻く宇宙空間からは、生命にとって致命的な太陽風（太陽から吹き付ける高エネルギー粒子）や宇宙放射線が絶え間なく降り注いでいるからです。

地球は中心部の液体金属が動くことで巨大な磁場を作り出し、放射線や太陽風を跳ね返しています。一方、火星は惑星磁場がほぼ失われた状態です。そのため太陽風が大気を少しずつ剥ぎ取っており、これが数十億年をかけて火星の大気が薄くなった主な原因の一つとされています。もっとも、現在の流失ペースは極めて遅いため、人類の時間スケールでは影響はわずかです。大気を引き留めるには重力（火星は地球の約38%）など別の要因のほうが重要だという見解もあります。

地球の地表では、分厚い大気も放射線を大きく遮ってくれます。しかし、火星は大気が薄く磁場も弱いため、現在は地表の放射線が非常に強力です。そのため、大気が十分に厚くなるまでは放射線対策も欠かせません。その手段として人工磁気シールドの設置などが議論されていますが、本当に必須かどうかは科学者の間でも意見が分かれています。さらに、土壌に含まれる有毒な過塩素酸塩などの化学物質も浄化しなければならず、途方もなく長い時間をかけた精密な科学技術が求められます。

気温や気圧がある程度安定したら、次の段階はいよいよ生命の投入です。人間がすぐに移住することはできないため、過酷な環境でも生き延びる特殊な微生物やコケ類をまず惑星の表面に送り込むプランが提案されています。

酸素を生み出すラン藻（シアノバクテリア）のような微生物や、遺伝子を改良した植物が、日光と二酸化炭素を利用して光合成を始めます。これらが長い年月をかけて活動することで惑星の大気中に酸素を少しずつ蓄え、死骸が砕けた岩石と混ざり合って肥沃な土壌を作ると期待されています。ただし、温暖化自体は約100年で達成できたとしても、呼吸できる酸素大気を作り出すには10万年以上かかるという推計（マッケイらによる研究）もあります。

このようにして植物が育ち、緑の森が広がることで、自律的に循環する持続可能な生態系のサイクルが完成すると構想されています。ここでようやく人間が重い宇宙服を脱ぎ、きれいな空気を吸いながら大地を踏みしめて暮らせる、真のテラフォーミングの最終段階にたどり着くのです。