改造火星?人类做不到啊

——现有技术条件不足以让红色星球“地球化”

2018年08月01日08:48  来源:科技日报
 

在所有已知行星中,尚无一个能确定和地球一样拥有天然的宜居环境。不过,随着技术的发展,人类或许能够变被动为主动,将某些“基础较好”的行星“改造”成新的家园。科学家们甚至曾深入研讨“装修”一个新星球的可能性,当时选定的假想目标,就是在真实与科幻界享有崇高地位的双栖明星——火星。

不过,英国《自然·天文学》杂志7月30日发表最新研究称,依据火星上的二氧化碳含量,不足以让人类在现有的技术条件下,实现火星的“地球化”。

为什么非得是火星

“地球化”是一个假想的、将行星环境改造成适合地球动植物和人类居住的过程。“地球化”最有希望的种子选手非“邻居”火星莫属。

对于为什么选择火星,科学家的解释是:改造行星为地球的方法其实不难——增加水和大气,将火星上的岩石和极地冰盖里储存的温室气体重新释放回大气中,就能使大气变厚、火星升温、保持火星表面液态水的存在。在数十亿年之前,水和大气这两者火星都曾经拥有过。那时,火星的大气层厚且温暖,星球表面河道交错,如今虽已“面貌全非”,但却还留有残迹。

就在7月25日,美国《科学》杂志报道了意大利科学家的研究,他们在火星南极冰盖下方1.5公里处,发现了一个直径约20公里的液态水湖泊(地下湖)。尽管雷达数据表明,湖水可能寒冷且充满了盐,意味着其不太可能成为生命的栖息地,但这无疑增加了科学家对发现火星生命的期许,促使他们继续探索其他可能更适合居住的埋藏水层。

动手改造火星的计划也曾得到了美国国家航空航天局(NASA)专家的认可。NASA天体生物学家克里斯·麦凯就表示,只有也必须将火星作为目标,关于行星环境改造的这些讨论才有现实意义。

“装修”火星可行吗

理论上讲,可行。

美国《大众科学》杂志曾给出一套指导建议:第一步,要提高整个星球的温度。鉴于火星与太阳之间的距离较地球远,其地表温度也与地球相差了不只一点——目前,火星上的气温徘徊在零下80华氏度左右,约零下62摄氏度,昼夜温差较大。但人类可以通过温室效应将其大幅提升:在地下储藏有全氟化碳(PFCs)的火星上建造开采工厂,以高热将其释放到火星大气中。这种强大的温室气体诱发温度升高后,冻于火星土壤和冰冠中的二氧化碳将被释放,进一步形成温室效应,反射太阳的热量——就像它们在地球上所做的那样。

升温之后,下一步是建立起真正的大气。虽然科学家相信火星曾经有过浓密的大气层,但当前火星大气的厚度,仅有地球大气的1%,而若要水保持液体形态,这个数字至少需要提高到30%。

完成大气的创造后,就是最后一步:释放液态水。之所以是“释放”而不是“带来”,原因在于水应该来源于火星本身。科学家寄希望于温室效应能发挥作用,就可以通过建立水库等手段,收集并释放出来液体水用于饮用和灌溉。再经过进一步的建设和完善,最终人类将赋予火星一套完整的水循环系统。

但《大众科学》也指出,实现这“三步走”,有一个重要问题必须先提上日程,那就是弄清火星大气消失的秘密。

二氧化碳是个关键问题

二氧化碳,这是火星上唯一能形成显著温室效应以保持这个红色星球温暖的温室气体。科学家要知道火星大气中难有二氧化碳的真正原因。如果最终发现,二氧化碳是被紫外线、太阳风破坏或者吹走的,那人类就还有“造”出一个合适大气的可能性,毕竟这些天文现象在过去即太阳年轻的时候,出现得更频繁;但如果二氧化碳是由于与火星表面某种元素发生作用而被禁锢在土壤中,那么改造的希望,将变得非常渺茫。

而近日,美国科罗拉多大学博尔得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并不足以让人类在现有的条件下实现火星的“地球化”。

研究团队一直密切关注火星上的二氧化碳含量。根据探测火星长达20年的火星车和探测器收集的最新信息,他们确定了火星表面和地下储存的所有二氧化碳含量,并计算了这些二氧化碳对大气层的潜在作用,同时,也考虑到了大气中的二氧化碳会不断向太空泄漏。

研究认为,释放直接可用的二氧化碳,最多能让火星的大气压增加到现在的3倍,但这仅仅是火星成为宜居星球所需大气压的2%,同时,火星表面的升温也只会在10摄氏度以内。

对火星进行“地球化”改造,其实不仅是为了拥有一个备用家园,更是人类开拓更广阔宇宙事业的基石。但要运用火星上已知的二氧化碳来实现,仅靠人类现有技术,恐怕还远远不够。(记者 张梦然)

(责编:姜虹羽(实习生)、熊旭)

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