讓火星變“宜居”的七大設(shè)想

在火星周圍設(shè)置一個(gè)巨大的人工磁氣圈，以恢復(fù)火星的大氣層，使其變得宜居?；鹦鞘悄敲次厍蛉?，為了將火星環(huán)境“地球化”，即把火星改造成接近地球的可供人類移居的環(huán)境，科學(xué)家們提出了不少異想天開的設(shè)想。

照鏡子

對(duì)于將火星改造成“綠色星球”的驚人設(shè)想，許多科學(xué)家都認(rèn)為至少需要2萬(wàn)到 10萬(wàn)年左右的時(shí)間，但美國(guó)非贏利性科研組織“火星協(xié)會(huì)”創(chuàng)始人、美國(guó)工程師羅伯特·祖柏林卻認(rèn)為，改造火星的過程大約只要1000年時(shí)間就可以完成，而美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）行星科學(xué)家克里斯·麥凱也贊同祖柏林的想法。

美國(guó)“火星協(xié)會(huì)”制訂出了一套詳細(xì)的“千年改造火星”計(jì)劃，“火星協(xié)會(huì)”總裁祖柏林稱，通過他的計(jì)劃，人類將能夠像“愚公移山”一樣在 1000年內(nèi)將毫無(wú)生機(jī)的火星逐步改造成一個(gè)綠色的星球。

祖柏林的“千年改造火星”計(jì)劃，首先是要讓火星變暖。大約30億年前，火星表面曾包圍著厚厚的二氧化碳大氣層，但由于火星變冷，大部分二氧化碳都被土壤吸收凍結(jié)了起來。當(dāng)冷凍在火星土壤和極地冰帽中的二氧化碳逐步釋放到空氣中后，火星將會(huì)逐步形成一個(gè)大氣層。

為此祖柏林提出了幾個(gè)方案。一個(gè)方案是在太空中架設(shè)巨大的反射（或折射）鏡群，將更多陽(yáng)光反射至火星特定區(qū)域，以釋放出冷凍地表中的氣體和液體。據(jù)悉，在距離火星21萬(wàn)公里的地方布置好鏡子，反射回去的陽(yáng)光就足夠融化火星上的二氧化碳了。不過，要造出和安放如此規(guī)模的鏡子難度不小。

人造溫室效應(yīng)

要讓火星變暖，是不是可以制造類似地球上的溫室效應(yīng)呢？據(jù)美國(guó)科學(xué)家稱，火星探測(cè)器早就發(fā)現(xiàn)火星上曾經(jīng)有過河流和海洋的證據(jù)，火星以前曾經(jīng)有過溫暖的氣候，人類只需要知道如何讓火星重新變暖就可以改造火星氣候——那就是設(shè)法讓火星不斷向大氣中釋放溫室氣體。

根據(jù)研究，四氟化碳是最有效的溫室氣體。科學(xué)家想到在火星建幾座制造溫室氣體的化工廠，不間斷地生產(chǎn)四氟化碳一類的氟氯烴以及甲烷、氨氣、二氧化碳、水蒸氣等。根據(jù)計(jì)算，如果每小時(shí)排放1000噸四氟化碳，30年內(nèi)火星的平均溫度將升高27.8℃。生產(chǎn)過程預(yù)計(jì)耗能 5000兆瓦，5個(gè)核電站可以滿足能量需求。

用小行星撞擊火星最好撞其兩極，因?yàn)榛鹦莾蓸O有大量的二氧化碳干冰，撞擊將導(dǎo)致干冰融化，能給火星披上一層二氧化碳“棉被”

穿黑衣

給火星升溫，還有一個(gè)大膽的設(shè)想——穿黑衣。我們知道，穿黑色的衣服比白色的衣服更吸熱?？茖W(xué)家就想到，如果給火星的兩極也“穿上黑衣服”，即覆蓋上一層黑色土壤，那么就有助于火星兩極的升溫。

火星被稱為“紅色星球”，黑色的土壤哪里來呢？人們把目光瞄向了火星的兩顆衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二?；鹦l(wèi)一與火星之間的距離是太陽(yáng)系所有衛(wèi)星中與主星距離最近的。不過，如何把“衣服”穿上并且不被火星上的沙塵暴吹走是一個(gè)大問題。據(jù)計(jì)算，土壤的平均厚度需要達(dá)到1米，但火星上沙塵暴頻繁，很容易把覆蓋的土壤吹走。所以，就算你鋪好了，每年還得重來一次。

扔核彈

還有更瘋狂的想法——美國(guó)特斯拉和太空探索技術(shù)公司等公司的首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克曾語(yǔ)出驚人，稱可以往火星兩極扔核彈，來改造火星大氣。

理論上，如果真的往火星的兩極扔核武器的話，人類也許能夠高效地啟動(dòng)觸發(fā)火星溫室效應(yīng)的杠桿。理論上，炸彈會(huì)釋放熱量，融化火星兩極凍住的二氧化碳，然后迅速增加火星大氣的厚度。接著由于陽(yáng)光被二氧化碳困在星球表面，氣溫會(huì)進(jìn)一步升高，融化更多的干冰，從而形成循環(huán)，逐漸使火星變成一顆宜居行星。

但是，科學(xué)家并不很認(rèn)同這一方法，認(rèn)為這不僅會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地改變火星的地表形態(tài)，甚至?xí)?dǎo)致與預(yù)期相反的情況出現(xiàn)，即不是升高而是降低火星溫度，因?yàn)楹藦棔?huì)在火星造成“核冬天”。

小行星撞擊

如果扔核彈不可行，那么，還可以試試小行星撞擊的方法。太空中很多小行星都是由冷凍的氨氣構(gòu)成的，而氨氣則是重要的溫室氣體。所以，很多人都相信小行星對(duì)形成火星曾經(jīng)溫暖潮濕的氣候有很大影響。

假如科學(xué)家能抓到或者重新定向一顆飛過太陽(yáng)系的小行星的話，讓它撞擊火星，撞擊產(chǎn)生的巨大能量將使火星上的冰融化，二氧化碳就會(huì)被釋放出來。所釋放的氨氣就可以讓火星大幅升溫。

還有人有更瘋狂的想法，有科學(xué)家建議，更有效的方法是弄一堆100億噸左右重的小行星直接朝火星扔去（相當(dāng)于一顆700億噸級(jí)的氫彈），這樣大概就能讓氣溫迅速提升。

播種藍(lán)藻

目前火星大氣中96%為二氧化碳。科學(xué)家設(shè)想把藍(lán)藻播種到火星，用它們將火星大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣。科學(xué)家認(rèn)為，正是藍(lán)藻等藻類將早期地球上的有毒氣體轉(zhuǎn)化為氮和富含氧氣的大氣，并且促進(jìn)了臭氧層的形成，為地球生命的誕生創(chuàng)造了有利條件。他們希望這一過程也能發(fā)生在火星上。

科學(xué)家計(jì)劃不久之后通過無(wú)人探測(cè)器在火星進(jìn)行一項(xiàng)測(cè)試，驗(yàn)證轉(zhuǎn)化火星大氣成分的技術(shù)。NASA和其他空間機(jī)構(gòu)也在研究生物改造火星大氣的可能性，國(guó)際空間站上已經(jīng)開展了藍(lán)藻實(shí)驗(yàn)。藍(lán)藻的基因需要被改造，使其能夠耐受宇宙中的極端環(huán)境。

祖柏林“千年改造火星”設(shè)想，200年后，當(dāng)火星漸漸變暖，從火星地表釋放出來的二氧化碳?xì)怏w，已經(jīng)足夠在火星上空形成一定的大氣壓，那么火星地表將會(huì)有液態(tài)水流動(dòng)。人類可以將那些在南極洲極端氣候中仍然存活的細(xì)菌和苔蘚帶到火星上繁衍，微生物、藻類、苔蘚植物可能會(huì)在火星巖石上生存。600年后，當(dāng)微生物在火星表面制造出足夠的有機(jī)土壤并且向大氣中釋放出一定的氧氣后，人類將可以向火星表面移植一些開花植物、針葉樹或溫帶林。植物的生長(zhǎng)，意味著火星上將會(huì)產(chǎn)生更多的氧氣，光合作用將會(huì)使越來越多的二氧化碳變成氧氣。1000年后左右，人類就可以移民到火星上生活了。

人造磁氣圈

然而，火星環(huán)境極其惡劣，人類要移民火星必須克服稀薄大氣、超強(qiáng)輻射和極低溫度的考驗(yàn)。科學(xué)家認(rèn)為，火星曾經(jīng)有過厚厚的大氣層和炎熱的內(nèi)核。活躍的火山活動(dòng)促進(jìn)了大氣的循環(huán)，炎熱的內(nèi)核能幫助形成驅(qū)散太陽(yáng)風(fēng)的保護(hù)磁場(chǎng)。但數(shù)十億年前，內(nèi)核冷卻，磁場(chǎng)消失，太陽(yáng)風(fēng)的剝離使得火星的大氣層不斷變稀薄，最終淪為一個(gè)寒冷、干燥的荒漠。

美國(guó)NASA在前不久舉行的“行星科學(xué)展望2050研討會(huì)”上，提出了一個(gè)瘋狂的新設(shè)想——給火星造一個(gè)“磁氣圈”（地球的磁場(chǎng)區(qū)域，包裹著地球周圍一層看不見的帶電粒子，它相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的保護(hù)層，使得地球免受太陽(yáng)風(fēng)的沖擊）具體做法就是，將一個(gè)“人工磁場(chǎng)”置于火星與太陽(yáng)之間的軌道，把火星置于“磁尾”的保護(hù)之中，使其免受太陽(yáng)風(fēng)的侵襲，以便重建被太陽(yáng)高能粒子剝離的火星大氣層。隨著大氣層不斷增厚，火星的溫度也將隨之升高。溫度的升高可令火星極地的干冰融化，釋放出大量二氧化碳，形成溫室效應(yīng)。這足以促使火星再次出現(xiàn)液態(tài)水，形成河流與海洋。

事實(shí)上，微型磁氣圈的研究已經(jīng)用于保護(hù)宇航員和航天器免受宇宙輻射的影響。科學(xué)家則設(shè)想形成一個(gè)“放大版”的人造磁氣圈，并送至太陽(yáng)和火星之間的拉格朗日點(diǎn)（又稱平動(dòng)點(diǎn)，指一個(gè)小物體在兩個(gè)大物體的引力作用下在空間中的一點(diǎn)，在該點(diǎn)處，小物體相對(duì)于兩大物體基本保持靜止）上。

（《百科知識(shí)》2017期08期）