我們真的能將火星「變成地球」嗎?
據國外媒體報導,在許多科幻作品中,科學家試圖將火星改造成一個更宜居的星球,但由於火星溫度較低,距離太陽遙遠,而且遍佈灰塵,因此要將它變成頗似地球的星球具有很大的挑戰性,或者說是非常困難的。
死亡星球
最重要的是,火星的溫度較低,數十億年前,火星曾擁有厚密、富含碳的大氣層,液態水形成的湖泊和海洋,甚至可能天空中有蓬鬆的白色雲團,這是因為當時太陽輻射強度並不高,但偶爾會比現今更暴力,偶爾發生猛烈的太陽輻射,這意味著現今太陽系比30億年前更適宜生命存活,然而現今火星則是一顆紅色的死亡星球。
可悲的是,火星從一開始就註定要毀滅,它比地球體積更小,意味著它冷卻得更快,地球核心現今仍處於熔融狀態,而地球核心旋轉的富鐵粘性物質將為地球強大磁場提供動力。 磁場能夠阻擋和偏轉太陽風,太陽風是一股永不停息的高能粒子流,持續地從太陽表面噴發出來。
當火星冷卻後,其內核將凝固,磁場停止,火星大氣層將暴露在太陽風的肆虐破壞之下。 在大約1億年的時間里,太陽風剝離了火星大氣層,當氣壓下降至接近真空狀態時,遠古時期火星表面的海水蒸發殆盡,整個星球越來越乾旱。
這是一個非常誘人的觀點:遠古火星與地球十分相似,是否有辦法能恢復火星的綠色環境?
火星極地是「蓄水池」?
幸運的是(或者不幸的是,取決於人們的觀點),人類掌握了許多星球氣候變暖的經驗教訓,伴隨著人類工業發展,近幾個世紀以來碳排放的增多,在簡單的溫室機制下,地球表面溫度逐漸升高。 地球排出大量二氧化碳,而二氧化碳更容易使太陽光線進入地球大氣層,並阻止熱輻射逃逸,所以這些二氧化碳就像覆蓋在地球上空的一個巨大無形毯子。
伴隨著地球溫度升高,將促使水分離開海洋,以水蒸汽的形式進入地球大氣層,進一步增大了地球上空”毯子”的厚度,使地球溫度不斷攀升,這將形成一種惡性循環。
如果這種循環機制在地球上行得通,也許在火星上也是有效的,現在我們無法進入火星大氣層,因為它已完全消失在太空中,但是火星極地確實有大量的水冰和冰凍的二氧化碳沉積物,還有一些在表面之下。 如果我們以某種方式加熱火星極地,可能向火星大氣層釋放大量碳,從而開啟溫室氣體變暖的趨勢,我們需要做的就是冷靜下來,觀察分析數百年的數據記錄,等待發揮物理作用,使火星變成一顆清潔綠色的星球。 令人遺憾的是,這種簡單的構想可能不會實現。
激進想法
首先是開發加熱火星極地的最新技術,科學家提出了諸多方案,其中包括:在火星兩極噴洒灰塵,使兩極反射較少的光線,並使它們升溫;建造一個巨大的太空鏡面;在火星軌道放置遠光燈,照射火星兩極等。
但是任何想法都需要激進的技術飛躍,當前我們的太空製造技術還很差,如果要製造一面太空鏡面,至少在太空中需要大約20萬噸鋁,而現今我們不具備外星球礦物採掘能力,也無法將20萬噸鋁從地球運輸到火星軌道。
然而,令人遺憾的是,我們意識到在火星表面封存大量的二氧化碳,也無法引發一場像樣的氣候變暖趨勢。 目前火星大氣壓不足地球海平面氣壓的1%,如果人們能夠蒸發火星所有二氧化碳和水分子,使它們進入大氣層,那麼這顆紅色星球的氣壓也僅為地球的2%。 這意味著將需要兩倍的火星大氣層來阻止皮膚上的汗液和油脂沸騰,需要10倍的火星大氣層,才能無需穿著增壓服。
因此更不用說如何解決火星缺少氧氣的問題了,更是難上加難! 為了解決火星缺乏溫室氣體的問題,科學家提出一些激進建議,也許我們可以建造專門生產氯氟化碳的工廠,氯氟化碳是一種非常討厭的溫室氣體,或者我們可以從太陽系外部的富氨彗星上採集,氨氣自身是一個巨大的”溫室毯”,最終它將分解成無害的氮,成為地球大氣層的絕大部分元素。
假設我們能夠克服這些提議相關的技術挑戰,但仍有一個重要障礙:缺乏磁場。 除非我們保護火星,否則我們注入到大氣中的每個分子都很容易被太陽風吹走,就像用沙漠的沙子建造金字塔一樣難。
我們可以提出一些創造性的解決方案,也許我們可以在太空中建造一個巨大的電磁鐵,用於偏轉太陽風,也許我們可以在火星軌道使用超導體環繞火星,使火星形成一個人工磁層。 當然,迄今我們還沒有成熟的技術實現以上兩種解決方案。
未來我們是否有可能將火星改造成地球,使這顆貧瘠的星球適宜人類生存? 當然,這是可能實現的,沒有任何物理法則阻擋人類的科技發展,相信不久的將來,我們將在火星表面建造人類家園。