火星大改造：用溫室氣體複製出第二個地球

數個世紀以來，人類一直試圖在火星上找到生命，或者希望至少能發現生命曾經存在過的蛛絲馬跡。然而到目前為止，還一無所獲。

如果火星真的毫無生氣，不如將生命的種子散播在火星。我們或許可以更進一步，將火星的自然環境進行改造，把這顆荒涼乾涸的紅色行星照著地球的樣子，變成一顆被綠色植被和藍色海洋覆蓋的星球。

聽起來像科幻小說對不對？但真的已經有科學家開始研究利用現有科技將火星「地球化」，好為將來人類在火星定居掃清障礙了。

可能嗎？

你別說，這事的確靠譜——不過遠不如伊隆·馬斯克號稱要朝火星兩極扔核彈的計劃那般聳人聽聞。

「認為核武器蘊含著巨大能量的想法是錯誤的，」NASA天體科學家克里斯·麥凱說道。「地球上所有國家的核武器全加在一起，能量也就相當於火星上半小時的日照。用核武器狂轟濫炸是無法改變一顆行星的，要達到這個目的，需要控制日照。」

按照麥凱和其他科學家的說法，人類目前已足具改變火星的能力。我們可以讓酷寒的火星變得溫暖起來，這點已經在地球上得到了驗證。

「全球變暖正是以日照提升地球溫度的一種方式，」麥凱稱。「地球正在逐漸變暖。這並非因為核爆，而是因為日照。日照本身就是在地球上循環流動的巨大能量。」

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NASA火星大氣與揮發物演化項目組研究員邁克爾·查芬則認為，「如果想讓火星變成地球這樣，就需要將火星大氣層變得更厚，這樣才能保證水的存在。」目前，火星大氣十分稀薄寒冷，使得液態水在地表稍縱即逝。查芬稱，「如果你現在把一杯水帶到火星上，傾倒出來，那麼一部分會凍住，另一部分會直接沸騰蒸發，不論哪種情況都不會以液態長時間存在。」

但從理論上講，如果我們能夠將溫室氣體排放進火星大氣層，我們就能夠使火星地表溫度升高，讓液態水存在。更厚重的大氣層也有助於提供足夠壓力使水保持穩定。

麥凱表示，實現這一目的的可行手段之一就是通過自動化工廠生產超級溫室氣體或者全氟化碳。這些化合物會鎖住火星上的陽光，又不會破壞火星脆弱的臭氧層，也不會對人類居民造成毒害。

要使火星變得溫暖而適宜居住，據麥凱估算大約需要100年時間。在那之後，我們就可以給火星添上一抹綠色了。綠植會不斷吸入二氧化碳，釋放出氧氣，逐漸火星大氣的化學成分，令其更適合生物呼吸。這一過程大約需要花費上萬年。

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雖然聽起來漫長無比，但想想地球已經存在了40億6千萬年，相比之下數千年好像也不算太糟了。

實際困難

不管以何種方式進行地球化都需要考慮到一點：火星上已經有一部分溫室氣體了——比如二氧化碳。如果不將這部分氣體計算在內，火星的溫度搞不好就會飆過頭。

"我們想做的是把火星變得像地球，而不是金星。"麥凱說道。儘管體積近似，金星的大氣層可比地球厚得多，包含多種溫室氣體，其地表溫度甚至可以將鉛融化。不僅如此，金星的表面大氣壓強更達到了近乎地球3000英尺深海處的壓強。

麥凱最近正在研究如何算出火星兩極冰冠下被凍住的二氧化碳量。目前得出的估值遠遠小於讓火星變暖所必需的量。同時，科學家們也想在啟動地球化之前確認除二氧化碳外還有其他多少種溫室氣體。

有人擔心即使即使重建了火星大氣層，隨著時間的推移，這層人造大氣也會逐漸散去。「這種想法是對的。」麥凱說。「這層大氣會再次消散掉。太陽系中本就沒有永恆不變的東西。」然而據科學家的計算，火星失去大氣層大約要用1億年。在太陽系的歷史中，這或許只能算得上是彈指一揮間；然而相對於人類增厚大氣層的努力而言，這已經是長得夠本了。

異曲同工

金星、火星與地球之間的差異是顯著的。金星太熱，火星太冷，地球則剛剛好。然而這三顆行星的地質結構都是多岩的，個頭也都算中等。在很大程度上，人類在地球上建立起的長期氣候模型也適用於其他兩者。我們只需要顧及大氣層厚度、體積及各自與太陽間的相對距離。

儘管如此，火星氣候史上還有一些方面對研究者來說仍是謎團。

「所有發射到火星上的探測器和圍繞火星展開的觀測都向人們展示了火星早期曾存在水的證據。」查芬說道。「回到40億年前，火星上一定有過湖泊和河流，至少在短時間內如此，這樣才會留下我們如今見到的這些特徵。那麼問題來了。火星大氣層經歷過什麼樣的變遷呢？」

這時就需要NASA火星大氣與揮發物演化項目組披掛上陣了。從2014年以來，NASA的探測器就在圍繞火星分析其大氣構成，測量輻射和帶電粒子，並將數據發回地球。負責分析這些數據的科學家們正在試圖找出火星失去大氣層的原因。

「火星大氣層失去帶電粒子的速度差不多達到了每秒四分之一磅，但這仍不足以解釋為何火星大氣層會消失。」

火星的大氣層仍疑雲重重。其中一些謎團不僅與當前的科學研究息息相關，也關係到人類在未來的生存抉擇。

值得嗎？

人類已經在夢想著建立火星永久基地了。如果能夠實現，人類將面臨著苦寒及高強度輻射的嚴峻考驗。在這種客觀條件下，火星地球化對新一代太空移民來說意義重大。為什麼不把我們的新家變得更像地球，讓自己住得更舒服呢？

我們已經知道人類有能力提升一顆行星的平均氣溫——地球上的全球變暖現象正是這種表現。而這種令不少有識之士擔憂的氣候現象，對於人類定居火星或許反而大有裨益。

然而，對火星進行地球化大改造的過程中，我們也可能造成永久性的傷害。萬一我們在火星上發現生活在非地球化環境下的微生物該怎麼辦？在那種情況下，改變火星環境將意味著滅絕外星生命。那將變成一小撮外星人與全體地球移民的利益較量。

「在地球上，我們都知道要保護生命和自然環境，在這點上所有人都是一致的。而在火星上情況就不一樣了，人類的行為將不受統一價值觀的制約，什麼該做、什麼不該做將沒有一個統一的標準。」麥凱分析道。

隨著移民火星的話題日漸熱門，這樣的討論將變得越來越重要。我們的目光將從改造火星轉向更長遠的方向，探索出新的道德準則及行動綱領。

文章來源：Popular Science

文章作者：Mary Beth Griggs

編譯：未來論壇 商白

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