人類的「狡兔三窟」——火星發電機
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校審@王帥·谷社觀察
磁場可以穩定一個星球的大氣，保護其不受太陽風暴宇宙射線肆虐。因而一個星球宜不宜居就要看這個星球的磁場怎樣。
然而Passant Rabie 15小時前發表在Space.com 的文章《Earth"s Last Magnetic-Pole Flip Took Much Longer Than We Thought》表明：
"地球磁場可能會在磁極反轉的時候變弱，這意味著我們可能暴露在宇宙射線中，而且對人類至關重要的互聯網也將變成一張破網，沒有了磁場的庇護，衛星以及地球上的電網都將毀於一旦。"
威斯康星大學麥迪遜分校地球科學教授布拉德利·辛格告訴Space.com說：「我們發現最後一次逆轉更為複雜，並且早於地球的外部核心，比以前想像的更早。」
辛格認為，這些影響中的一些可能包括基因突變或對某些動物或植物物種的威脅，或可能的滅絕，因為它們暴露在來自太陽的有害紫外線。他補充說，進入地球大氣層的太陽粒子的增加也可能導致衛星和其他通信系統的中斷，如無線電和GPS。
因而我們要將目光轉向火星，去尋找屬於人類的「狡兔三窟」。
火星磁場是表面磁化的地殼，相當於一個發電機。
但是僅存在火星形成早期。
根據對火星隕石的檢測，發電機作用大約在39億年前已經停止，而其動力來源、產生的磁場形態與消失原因，目前還是個謎。
根據火星與地球的對比研究，認為火星有一個金屬核存在，預測火星應有一個中強磁場，但宇宙飛船僅檢測到弱磁場，火星沒有一個全球性偶極磁場，卻存在眾多的局域性的偶極磁場。
而地球磁場則是全球性的偶極磁場，近似於把一個磁鐵棒放到地球中心，使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然，地球中心並沒有磁鐵棒，而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。
火星的地殼磁場強度如同其地表形貌，具有南北半球的差異：
相對於北半球，南半球擁有較強的磁場，
因此一般相信，地殼磁場與造成南北半球地形不對稱的成因有關。
科學家認為產生南北不對稱地貌有兩種可能：
一為隕石撞擊北半球，二為早期火星內部的地幔對流。
NASA的新發現表明火星的絕大部分區域都存在條狀的磁性部分。
古代火星的磁性遠比科學家們之前所認為的更強，而且可能更加活躍。
科學家們認為，火星在最初形成的5-10億年時間裡會在其內核處產生強磁場，然後就像地球磁場一樣重複交換磁北和磁南。
但是一旦等到火星內核冷卻下來之後，其"磁發電機"也就慢慢停止運作了。
據國外媒體報道，火星磁場到底是如何消失的？
來自加拿大多倫多大學的賈法爾·阿爾卡尼-哈梅德就該問題提出了一種新的觀點。
阿爾卡尼-哈梅德認為，一顆曾在火星附近運行，後來又與之發生碰撞的較大小行星是導致火星磁場消失的真正原因。
在40億年之前，剛形成不久的火星也曾擁有過磁場，而且其強度還與地球磁場非常相似。不過，火星磁場在存在了不長的時間後便神秘地消失了。
根據阿爾卡尼-哈梅德等人的計算，在太陽和木星的聯合作用下，這顆小行星可能曾沿一條穩定的軌道繞火星飛行，兩者之間的距離約10萬公里。不過，在火星引力的作用下，該小行星開始逐漸地向火星靠近。
當兩者的距離接近到5－7.5萬公里時，小行星所產生的引力已足夠打破火星核內部原有的平衡，並誘發其中金屬流的運動，進而產生出磁場。
小行星在火星上誘發磁場的過程持續了大約5000－15000年。
在此之後，小行星仍在不斷地向火星靠近並使後者的磁場又維持了數百萬年的時間。
阿爾卡尼-哈梅德認為，如果該小行星的自轉方向與火星的保持一致，或者其沿相反的方向繞火星旋轉，那麼火星磁場還有可能維持更長的時間。
最終，在火星引力的作用下，這顆小行星發生了分裂，有此產生的大量碎片落向火星並孕育出了一些龐大的環形山。
隨著小行星的解體，火星磁場也隨之消失了。
而磁場的消失可能還在火星氣候變化的過程中發揮了極其重要的作用。
據科學家們估價，在磁場消失後，火星的氣候逐漸由原先的溫暖濕潤變得寒冷乾旱。
沒有磁場保護，火星將暴露於太陽風的完全灼燒下，太陽風是太陽噴射的持續帶電粒子流，它將緩慢地侵蝕火星大氣層，直至將大氣層削弱成僅包裹著氣體殘留物為止。
隨後惡劣的氣候變化將很快到來，從而促進火星表面逐漸轉變成現今的荒蕪模樣。
羅伯茨稱，雖然類似的小行星碰撞產生的破壞力也足以摧毀地球磁場，但要摧毀地球磁場，還需要遭受比火星上更巨大的小行星碰撞。
如果可以回來呢
瑞士科學家們通過實驗室模擬實驗得出結論稱，數億年前就消失了的火星磁場不久後將再次恢復。據《新科學家》雜誌報道稱，科學家們研究發現，火星的部分內核被熔化是導致火星磁場消失的主要禍首。
科學家們表示，如果火星內核被熔化了的部分能夠重新結晶變成固態形式，那麼消失已久的火星磁場還將再次出現。
火星大氣層流失之謎和地磁場減弱的風險
大家知道地球生物曾經發生過大滅絕的現象，比如某些有孔蟲在幾百萬年前之突然全部滅種、中生代恐龍之突然滅絕等，但同時一些其他種類的動物突然出現，比如哺乳動物，這些突變都與地磁反轉在時間上有吻合之處。
是否是由於失去地磁的保護，太陽風的高能粒子橫掃地球表面導致生物滅絕?這值得我們研究，特別是零磁場與生物演進的關係。
太陽風由太陽釋放，以每秒200公里至800公里的速度向太陽系運動，是一種持續存在的等離子體流。
在地球磁場作用下，太陽風難以抵達地球大氣層。也就是說，地球磁場對大氣層起到保護作用。相比之下，火星缺乏這種磁場，以致大部分大氣層被太陽風「吹走」。
那麼如何重建火星磁場呢
NASA有一個方案
火星磁盾計劃
NASA設想在火星和地球之間
放置一個巨大的磁偶極子，這樣可以保護火星免受太陽風暴侵襲。
並且建立一個新的穩定大氣層。火星將包裹在磁偶極子的磁層中，從根本上恢復已經消失的磁氣圈，這給了火星重建大氣層的機會。
NASA的模型展示了如果火星大氣層加厚，火星的溫度將達到4攝氏度，足夠融化兩極的乾冰，二氧化碳在大氣層會保持熱量，形成溫室效應，使得火星上的冰融化，有機會讓其成為一顆宜居星球。
雖然這一切只是理論假設，看起來像是科幻小說中的情節，但是現在已經開始研究微型磁層，以便有朝一日保護人類和在遙遠太空執行任務的宇宙飛船。因而對這項技術的更大應用並不是不可想像的，NASA聲明，如果這項技術在有生之年可以研究成功，那麼火星移民不再是夢想！
當然還有BCD方案
（1）把「穀神星」的衛星放置在圍繞火星的軌道上。從理論上講，圍繞火星運行的大天體，其引力可當作一個混合器作用於火星的核心，這樣可以再次融化並啟動火星的冰凍核心。
（2）用於破壞火星核心的強大核武器。從理論上，是可行的，但現實難度可想而知，火星的半徑也只有3000多公里，如此深的深度，如何才能鑽到這樣的深度呢？就說在我們地球上，人們鑽井的最大深度才為10公里左右，更何況是在火星上。
（3）製造一個行星電磁鐵。其想法是這樣的：在火星的赤道上鋪設一個超導體的螺線管，並將其連接到一個強大的電流源。儘管這個項目需要一個真正巨大的努力和巨大的成本，但最重要的是，它是最「現實」的，因為它不需要發明一種全新的東西。
（4）在拉格朗日點L1處放置電磁鐵。拉格朗日點是兩個天體系統中的點，在這兩個天體中，這些天體的重力相互平衡或由其他力進行補充。一個質量遠小於火星質量的物體被放置在拉格朗日點中的一個點上，它將能夠無限期地停留在其中。
L1點位於火星和太陽之間的一條直線上，距離火星約有100萬公里。如果你把一個強大的電磁鐵放在那裡，那它就會成為火星和太陽輻射之間的屏障。
（5）僅在可居住區域創建人工磁場。要實現這一點，可在可居住區域放置一個強大的電磁鐵，進而產生磁場來保護殖民者免受太陽輻射的有害影響。
此外，如果要逃避太陽輻射的影響，有人還提出，可以在火星地下建立居住點，雖然火星土壤本身的厚度將是抵禦輻射的良好保護，但這大大限制了殖民者的活動或工作。
我們為什麼要去火星
我每天都在問自己這個問題
因為人類的探索慾望，更因為地球已經撐不起我們人類的野心了。
去尋找新的家園
這就是我們要去火星的目的
來源：火星學會
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