人類對(duì)火星表面進(jìn)行地球化改造是愚蠢行為嗎？

葉傾城

在已知的宇宙空間中，唯一能夠孕育復(fù)雜智慧生命形式的行星是地球。雖然環(huán)繞其他恒星的部分行星是潛在的類地星球，并可能宜居，但迄今我們?nèi)晕疵半U(xiǎn)接近這些遙遠(yuǎn)的星球。

那么，人類在太陽(yáng)系內(nèi)尋找另一個(gè)“家園”怎么樣？最佳候選星球是火星，它具有類似地球的特征。但是，對(duì)火星進(jìn)行地球化改造是可行的，還是一種愚蠢行為呢？不久前，專家史蒂夫· 布萊克邦德撰文對(duì)此進(jìn)行了深度剖析。

我讀過一些關(guān)于火星的書籍，更多的是試著了解如何在火星表面生活，這似乎非常困難。目前我們知道火星土壤有毒，能夠很快殺死微生物。但是對(duì)火星而言，地球化改造現(xiàn)實(shí)嗎？似乎最大的問題是缺少磁場(chǎng)，因此你制造的任何大氣層都可能被剝離。

我們有理由對(duì)當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)感到信心不足，但是把火星變成可居住的世界畢竟是完全可能的。當(dāng)然，火星土壤可能有毒，但是地球上的許多土壤也有毒，只有少數(shù)人的生活環(huán)境擁有完美的土壤質(zhì)量，土壤的pH值及含水量適應(yīng)植物生長(zhǎng)，并且土壤所含元素、分子和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不會(huì)受到其他物質(zhì)的影響。

通過直接的“化學(xué)治療”可使地球上的土壤恢復(fù)，那么我們也沒有理由質(zhì)疑在火星上可以做類似的事情。說實(shí)話，這樣做并沒有那么困難，一旦我們有微生物，即使它們僅是地球上一個(gè)微生物的分支，只要它們能在火星土壤上幸存下來，那么，我們就能以自己的方式建立一個(gè)棲息地。

但是火星存在一個(gè)嚴(yán)重的問題：非常干燥。液態(tài)水是地球生命存活的必要元素，而火星沒有液態(tài)水。

其物理原因很簡(jiǎn)單，火星大氣層太稀薄，無法支持表面存在液態(tài)水。液態(tài)水需要一定的大氣壓，至少是地球大氣壓的1%。然而火星大氣壓僅是地球大氣壓的0.7%， 因此火星表面不太可能維持液態(tài)水的存在。事實(shí)上，如果人類暴露在火星表面，他們體內(nèi)的血液將達(dá)到沸騰狀態(tài)，因?yàn)榛鹦潜砻鏃l件低于“阿姆斯特朗極限”。

如果你希望火星土壤具有“生命力”，形成自維持性，生活著微生物，形成一個(gè)適宜居住的生態(tài)圈，并且存在海洋和其他形式的穩(wěn)定液體，那么你需要增加火星的大氣層，向火星大氣層運(yùn)送大量的氧氣和氮?dú)狻榱耸够鹦谴髿鈱优c地球相近，需要添加大約當(dāng)前火星大氣層140倍的氣體，這相當(dāng)于3500萬億噸氣體，大約是阿斯特賴亞5號(hào)小行星或者天衛(wèi)十五的質(zhì)量，是地球大氣層質(zhì)量的70%。

但這存在一個(gè)問題，即使我們?yōu)槠涮砑幼銐虻拇髿鈱樱鹦菂s沒有磁場(chǎng)來保護(hù)自己免遭太陽(yáng)風(fēng)的侵襲。隨著美國(guó)航空航天局“火星大氣與揮發(fā)演化”任務(wù)的展開，我們發(fā)現(xiàn)，由于帶電粒子與大氣碰撞，導(dǎo)致各種分子逃逸，當(dāng)前火星僅殘留少部分大氣層。目前，火星大氣層的主要成分是二氧化碳，它是比氧分子和氮分子更重的分子。氧分子和氮分子是構(gòu)成人類身體的基本元素。

如果我們希望對(duì)火星進(jìn)行地球化改造，并不是僅僅添加大氣層，還需要添加必要的水，之后進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換，使得火星表面適宜生命存活。此外，我們也必須保護(hù)這個(gè)額外大氣層不會(huì)流失。

事情并不簡(jiǎn)單。在所有物理問題中， 最重要的是量化——不僅要解決發(fā)生了什么，而且要解決它們發(fā)生的速度。太陽(yáng)風(fēng)在持續(xù)剝離火星大氣層，但問題在于火星大氣層的消耗速度有多快。“火星大氣與揮發(fā)演化”探測(cè)器已解決了這一問題：每秒大約消耗0.11千克。當(dāng)然，在太陽(yáng)風(fēng)暴期間，大氣層的消耗速度會(huì)增加10倍，這似乎非常快。但是，如果你希望知道多長(zhǎng)時(shí)間能完全剝離這個(gè)畸形大氣層，答案是超出想象的漫長(zhǎng)時(shí)間，至少是數(shù)億年。這樣看來，與其建立一個(gè)超強(qiáng)磁場(chǎng)，我們還不如繼續(xù)添加微粒進(jìn)入大氣層，從而彌補(bǔ)其損耗。

可以肯定的是，無論如何我們都不應(yīng)放棄在火星表面進(jìn)行地球化改造。我們對(duì)火星的任何改造，都會(huì)比我們拯救地球所做的任何事情更加艱辛，并且成本高昂。就目前而言，無論我們對(duì)地球進(jìn)行怎樣的污染和破壞，地球仍是太陽(yáng)系內(nèi)迄今最適宜生命形式存活的星球。

如果有人認(rèn)為，當(dāng)?shù)厍虿贿m宜人類居住時(shí)，人們可以很簡(jiǎn)單地移居到火星生活，請(qǐng)改變你的這種觀點(diǎn)。地球是一顆行星，我們要想辦法解決地球上出現(xiàn)的問題，以便人們獲得長(zhǎng)期的成功。火星可能是未來人類移居太空戰(zhàn)略的重要部分，但是對(duì)其進(jìn)行地球化改造是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。此外，人們還要考慮到，一旦準(zhǔn)備在火星定居下來，我們還需要海洋、雨季、肥沃的土壤和繁榮昌盛的生態(tài)系統(tǒng)。