我们能将火星改造为第二个地球吗?

将火星改造成第二个地球?这个任务并没有那么简单。

在科幻故事中,将火星改造成宜居星球的情节永不过时。实际上,火星气温极低,距离太阳遥远,且尘埃遍地,要将它变成第二颗地球是相当困难的。

火星曾经也是一颗温暖的星球。数十亿年前,它拥有浓厚的富碳大气层、液态水形成的湖泊和海洋,甚至松软的白色云团。遗憾的是,火星注定荒凉。它比地球更小,冷却速度也更快。地球内核仍然处于熔融状态,核心旋转的富含铁的粘性物质为强大的地磁场提供了动力,地磁场使太阳风偏转,保护了地球上的生命。反观火星,在它冷却之后,内核凝固了,磁场也消失了。火星的大气层暴露在太阳风之中。大约一亿年后,太阳风剥离了火星大气层。当气压下降到临界点时,火星地表的海洋蒸发殆尽,整颗星球随之干涸。

曾经,火星和地球那么相似,有没有办法让它重返生机?人类在行星暖化方面有相当丰富的经验,经过几个世纪的碳排放,人类通过一种简单的温室机制就提高了地球表面的温度。大量二氧化碳就像覆盖在地球上的隐形保温毯,既让阳光进入地球更加轻松,也防止了热辐射散失。增加的热量使更多水分离开海洋进入大气,使保温毯变得更厚,进而导致温度继续升高、更多水分蒸发……

如果这在地球上行得通,在火星上也同样可能行得通。火星的极地冰帽中保有大量水冰和冰冻的二氧化碳。如果人类能以某种方式促使冰帽中的温室气体排向空中,就有机会开启温室效应。接下来需要做的就是观察并等待几个世纪,让物理学在时间长河中发挥作用,将火星从极寒环境中拯救出来。

可惜的是,这个简单的想法可能无法付诸实践。首先,人类缺乏加热火星冰帽的技术。有人提议在火星两极喷洒灰尘,减少阳光反射使星球升温;还有人提议安装一面巨大的太空镜,让更多远光作用于火星两极。不论哪一种方案,都需要人类的制造能力有质的飞跃。比如,制造太空镜需要在太空中采集大约20万吨铝,而人类并不具备空间采矿能力。此外,火星封存的二氧化碳远不足以引发温室效应。

为了解决火星的温室气体匮乏问题,部分科学家提出了非常激进的方案:在火星建立氟氯烃工厂生产温室气体;或是从外太阳系引入富含氨的彗星。氨本身就能产生温室效果,并且在分解后能变成无害的氮。

即便人类能够攻克温室气体方面的技术挑战,磁场也会成为第二头拦路虎。除非人类能为火星提供保护层,否则火星大气中的每个分子都很容易被太阳风刮走。为此,科学家又提出:在太空中建造一个巨型电磁铁扭转太阳风;环绕火星制造超导体人造磁层。毫无疑问,人类现在还无法将这两种方案付诸实践。

人类究竟能否将火星改造成地球2.0?虽然基本的物理定律不是阻碍,但真的别抱太大希望。

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

原文链接:https://www.livescience.com/can-we-terraform-mars.html

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