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改造火星?人类做不到啊

科普小知识2022-08-14 17:55:43
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在所有已知的行星中,没有一个能像地球一样有自然的可居住环境。然而,随着科技的发展,人类也许能够从被动变为主动,并将一些“有根据的”行星“改造”成新的家园。科学家们甚至深入讨论了“装饰”一个新星球的可能性。当时,选择的假想目标是火星,一颗在现实和科幻世界中享有很高地位的双星。

然而,英国《自然天文学》杂志7月30日发表的最新研究称,火星上的二氧化碳含量不足以让人类在现有技术条件下实现火星的“地球化”。

为什么一定是火星

“地球化”是将地球环境转变为适合地球动物、植物和人类生存的虚拟过程。“地球化”最有希望的种子选手是“邻居”火星。

出于选择火星的原因,科学家们解释说,将火星转化为地球的方法其实并不困难——添加水和大气,将储存在火星岩石和极地冰盖中的温室气体释放回大气,可以加厚大气层,提高火星温度,并维持火星表面液态水的存在。几十亿年前,火星既有水又有大气。那时,火星的大气层又厚又暖,地球表面有纵横交错的河流。现在,尽管这个星球“完全不同”,但它仍然有残余。

就在7月25日,美国杂志《科学》报道了意大利科学家的研究,他们在火星南极冰盖下发现了一个直径约20公里1.5公里的液态水湖(地下湖)。尽管雷达数据显示湖水可能寒冷且富含盐分,这意味着它不太可能成为生命的栖息地,但这无疑增加了科学家们在火星上发现生命的期望,并促使他们继续探索其他可能更适合生存的地下水层。

改造火星的计划也得到了美国宇航局专家的批准。美国宇航局天体生物学家克里斯·麦凯说,只有火星也是目标,这些关于行星环境改造的讨论才有实际意义。

“装饰”火星可行吗

从理论上讲,这是可行的。

美国杂志《大众科学》曾给出一套指导性建议:首先,提高整个地球的温度。由于火星比地球离太阳更远,其表面温度与地球也相差不止一点——目前,火星上的温度徘徊在零下80华氏度,大约零下62摄氏度,昼夜温差很大。然而,人类可以通过温室效应大大增强这种能力:在火星上建造采矿工厂,在地下储存全氟化碳(PFCs),并以高热释放到火星大气中。在这种强大的温室气体引发温度上升后,冻结在火星土壤和冰帽中的二氧化碳将被释放出来,进一步形成温室效应并反射太阳的热量——就像它们在地球上所做的那样。

热身之后,下一步是建立一个真正的气氛。尽管科学家们认为火星曾经有一个稠密的大气层,但火星大气层的当前厚度只有地球大气层的1%,如果水要保持液态,这个数字需要增加到至少30%。

创造大气是最后一步:释放液态水。“释放”而不是“带来”的原因是水应该来自火星本身。科学家希望温室效应能够通过建立水库和其他方式收集和释放饮用水和灌溉用水来发挥作用。经过进一步的建设和改进,人类最终将赋予火星一个完整的水循环系统。

然而,《大众科学》也指出,为了实现“三步走”,必须首先把一个重要的问题提上日程,那就是找出火星大气消失的秘密。

二氧化碳是一个关键问题

二氧化碳是火星上唯一能形成显著温室效应以保持红色星球温暖的温室气体。科学家需要知道二氧化碳难以在火星大气中存在的真正原因。如果最终发现二氧化碳被紫外线和太阳风破坏或吹走,那么人类仍然有可能“创造”一个合适的大气层。毕竟,这些天文现象在过去太阳年轻时更频繁地出现。然而,如果二氧化碳由于与火星表面的某些元素的相互作用而被限制在土壤中,转变的希望将变得非常渺茫。

最近,科罗拉多大学博尔德分校和北亚利桑那大学的一项联合研究指出,火星上的二氧化碳含量不足以使人类在现有条件下实现火星的“地球化”。

研究小组一直密切关注火星上的二氧化碳含量。根据已经探索火星20年的火星漫游者和探测器收集的最新信息,他们已经确定了储存在火星表面和地下的所有二氧化碳的含量,计算了这些二氧化碳对大气的潜在影响,并且还认为大气中的二氧化碳将不断地泄漏到太空中。

根据这项研究,直接可利用的二氧化碳的释放最多可以是火星大气压力的三倍,但这仅仅是火星成为可居住星球所需的大气压力的2%,火星表面的温升也只有10摄氏度以内。

事实上,火星的“地球化”不仅是为了有一个空闲的家,也是人类探索更广阔宇宙的基石。然而,要使用火星上已知的二氧化碳,仅仅依靠现有的人类技术可能是不够的。(北京,7月31日,《科技日报》)