姜笙

火星往事

地球無(wú)疑是幸運(yùn)的，有厚厚的大氣層，有水，有適宜的溫度，生命得以在此繁衍生息。

獲益的我們應(yīng)該感謝地球的磁場(chǎng)，試著想象一下如果沒(méi)有地球磁場(chǎng)，地球會(huì)是什么模樣？大概大氣早被太陽(yáng)風(fēng)剝離了，地球會(huì)變得干燥寒冷，生命也難以生存。如今的火星就是這個(gè)樣子，只有部分磁場(chǎng)，大氣稀薄，十分寒冷。

但是，曾經(jīng)的火星可不是如今這般。

很久很久以前，大約35億年前，火星也曾有著厚厚的大氣層，如同裹著棉衣，自然不會(huì)像現(xiàn)在這般寒冷，那時(shí)的溫度正好，有大量的液態(tài)水在這個(gè)星球的表面流動(dòng)，也許還有湖泊和海洋，說(shuō)不定曾有生命存在過(guò)。

火星也曾有強(qiáng)大的磁場(chǎng)，科學(xué)家認(rèn)為在火星形成之初的5～10億年的時(shí)間里會(huì)形成磁場(chǎng)。和地球一樣，火星的磁場(chǎng)是由于內(nèi)核的高溫高壓產(chǎn)生的。然而，火星內(nèi)核卻逐漸冷卻了，冷卻的內(nèi)核無(wú)法繼續(xù)為磁場(chǎng)提供動(dòng)力，火星磁場(chǎng)也就逐漸停止了工作，到如今只剩下部分磁場(chǎng)了。火星失去磁場(chǎng)后，無(wú)法牢牢地抓住大氣，將近90%的大氣被高速太陽(yáng)風(fēng)剝離，火星也在時(shí)間的流逝中漸漸成為了如今的模樣。

這不禁讓我們思考，如果給火星造一個(gè)磁場(chǎng)，是否能夠?qū)⒋髿鈱舆€給火星，火星是否就能夠有適宜的溫度，有液態(tài)水，適宜生命的生存？

造一個(gè)磁場(chǎng)

不僅地球在變暖，火星也在變暖。許多專家認(rèn)為，自然條件下，未來(lái)火星的溫度會(huì)逐漸升高，并且能夠重新獲得足夠厚的大氣層。溫度的升高會(huì)使火星北極冰冠的干冰升華釋放出二氧化碳，加速溫度的升高。冰冠的水冰也會(huì)逐漸融化，形成液態(tài)水。這是火星變化的趨勢(shì)。只不過(guò)，這一變化要花上7億年的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，太長(zhǎng)。因此人類想要自己動(dòng)手，將這一變化提前。

行星的大氣從哪兒來(lái)？類地行星或衛(wèi)星的稀薄大氣主要來(lái)源于釋氣。釋氣指的是物質(zhì)因?yàn)榉纸獾茸兓尫懦鰵怏w?；鹦巧贤瑯佑嗅寶猬F(xiàn)象，但這些氣體卻不能累積下來(lái)，因?yàn)橛刑?yáng)風(fēng)的存在。

太陽(yáng)風(fēng)是怎樣形成的呢？原來(lái)，太陽(yáng)表面的氫、氦等原子，在太陽(yáng)日冕層的高溫下，被電離成質(zhì)子、原子核和電子。帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度極快，能夠掙脫太陽(yáng)引力向外拋灑，形成太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)風(fēng)的速度在250km/s～750km/s之間。這樣高速的太陽(yáng)風(fēng)能輕易將行星上裸露的大氣拐走?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，火星上太陽(yáng)風(fēng)所剝離的大氣與火星釋氣所放出的大氣在某種程度上達(dá)到平衡。如果能夠阻擋或減小太陽(yáng)風(fēng)的影響，那么火星大氣就能夠逐漸累積起來(lái)。

以我們?cè)诘厍蛏系纳罱?jīng)驗(yàn)來(lái)看，阻擋太陽(yáng)風(fēng)最有效的便是磁場(chǎng)。那么磁場(chǎng)該怎么造？

人造磁場(chǎng)運(yùn)用的是電生磁原理。在火星與太陽(yáng)之間的拉格朗日點(diǎn)L1處放置一個(gè)大型磁偶極子。

磁偶極子是封閉循環(huán)的電流，放置的這個(gè)磁偶極子能夠產(chǎn)生一個(gè)人造磁場(chǎng)。在L1處，磁偶極子產(chǎn)生的人造磁場(chǎng)軌道周期將與火星的軌道周期一致，相對(duì)太陽(yáng)和火星位置不變。而火星的位置位于這個(gè)磁場(chǎng)的磁尾中。太陽(yáng)風(fēng)將磁場(chǎng)中束縛的等離子吹走，形成磁尾，磁尾可以延伸到很遠(yuǎn)的地方，例如地球磁場(chǎng)的磁尾可以延伸到月球軌道以外。但是等離子不會(huì)一去不復(fù)返，它們延伸到磁尾終端后會(huì)返回到磁場(chǎng)中。由于磁場(chǎng)的阻擋作用削弱了太陽(yáng)風(fēng)對(duì)火星大氣的剝離，在釋氣的作用下，火星大氣逐漸累積。

人造磁場(chǎng)難題多

人造磁場(chǎng)的難點(diǎn)在于火星的狀況并不是一成不變的，造磁場(chǎng)還得將火星各種條件的變化考慮在內(nèi)，但是科學(xué)家認(rèn)為這些難題都可以解決。

那么有了新磁場(chǎng)的火星到什么時(shí)候才能夠適宜人類居住呢？關(guān)于這點(diǎn)現(xiàn)在還無(wú)法確定，因?yàn)槟壳盎鹦瞧骄鶗円箿夭钸_(dá)到約77℃，要達(dá)到適宜人類居住的溫度，火星大氣要顯著增多。美國(guó)宇航局行星科學(xué)部部長(zhǎng)詹姆斯·格林認(rèn)為到21世紀(jì)中期，科學(xué)家們就能夠做出判斷。

另外還需要考慮人造磁場(chǎng)是否對(duì)太陽(yáng)風(fēng)起到阻擋作用?；鹦菤庀髮＜夷M人造磁場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)風(fēng)阻礙作用，在模擬中，人造磁場(chǎng)的強(qiáng)度是地球磁場(chǎng)的1.6倍。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要磁場(chǎng)足夠強(qiáng)，那么對(duì)太陽(yáng)風(fēng)的阻擋作用是非常可觀的，所以運(yùn)用人造磁場(chǎng)阻擋太陽(yáng)風(fēng)是完全可行的。并且，有最新的研究表明，小型的人造磁場(chǎng)已經(jīng)可以運(yùn)用于保護(hù)航天員和宇宙飛船了，如果能夠造出更大的磁場(chǎng)，也能將火星納入保護(hù)范圍。

給火星造磁場(chǎng)，還火星大氣層，聽(tīng)起來(lái)似乎是天方夜譚，但只要科技不斷發(fā)展，對(duì)火星研究更加透徹，也并非不可能。人類在宇宙中遍尋不得宜居之地，也許我們能夠在我們的鄰居那兒自己構(gòu)造一個(gè)宜居的新家園。