距離吃上火星米飯還有多遠(yuǎn)

史詩(shī)

有不少人夢(mèng)想能夠在火星上建立新的家園，腦洞大開(kāi)的“火星移民”計(jì)劃常被提及。但是，如果解決不了糧食問(wèn)題，這一設(shè)想就無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)。目前，火星還是“蠻荒之地”，定居火星后我們吃什么、喝什么？難道真像電影《火星救援》中描繪的那樣，在火星上種土豆嗎？

火星土壤不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)

火星之所以能成為人類太空移民的首選地，是因?yàn)樗c地球同處于太陽(yáng)系的宜居帶中，是最接近地球的一個(gè)行星。火星也有四季變化，一天有24小時(shí)37分，與地球有著幾乎相同的晝夜輪替，一年折合地球日來(lái)算約有687天。從火星上看太陽(yáng)，也是東升西落。

雖然與地球十分相似，但火星大氣很稀薄，晝夜溫差太大，氧氣含量極低，二氧化碳含量相對(duì)較高，重力只有地球的1/3。

“由以上條件可以推斷，人類能夠帶著氧氣瓶在火星上輕快地行走，植物能夠在火星環(huán)境受控的溫室中直立生長(zhǎng)，并利用二氧化碳進(jìn)行光合作用。”中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員鄭慧瓊解釋說(shuō)。

那么，火星土壤狀況如何？它是否能保證植物的扎根、農(nóng)作物的生長(zhǎng)？

一些研究得知，火星土壤中的含鐵量極高，主要是以氧化鐵的形式存在；含硫量也很高，約是地球上的100倍，易使植物中毒；鉀含量較少，是地球的1/5；沒(méi)有有機(jī)物。

“地球植物體中的化學(xué)元素共有70多種，火星土壤中有其中一半以上的化學(xué)元素，但是這些化學(xué)元素的含量與地球土壤差異極大。”鄭慧瓊說(shuō)，相比地球，火星整體的環(huán)境條件要惡劣得多。

目前來(lái)看，人類無(wú)法在火星上生活很久，其中一個(gè)重要原因，就是火星土壤不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，可能什么東西也種不出來(lái)。

不久前，行星科學(xué)家在月球和行星科學(xué)會(huì)議上分享了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)：火星土壤或許可以種水稻。

為了測(cè)試水稻是否能在火星土壤中生長(zhǎng)，科學(xué)家模擬出火星土壤，并在上面種植基因變異的水稻品種。測(cè)試結(jié)果顯示，即使在人造火星土壤中添加了少量高氯酸鹽（火星表面發(fā)現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)），水稻也能發(fā)芽。這么說(shuō)來(lái)，人類離吃到火星米飯的日子不遠(yuǎn)了？

“還差得很遠(yuǎn)。”鄭慧瓊進(jìn)一步解釋，火星很大，像地球一樣，可能在不同區(qū)域有著不同的土壤成分。火星土壤的顯著特點(diǎn)是鐵、硫、高氯酸鹽的含量非常高，不能直接種植地球植物，包括水稻。再加上火星大氣稀薄、土壤中水分稀少，植物無(wú)法在這樣的環(huán)境中生存。

搭建溫室，改造火星農(nóng)場(chǎng)

基于以上原因，鄭慧瓊模擬了火星農(nóng)場(chǎng)的建造方案。

第一步是農(nóng)場(chǎng)的選址。“要選擇陽(yáng)光較為充足而輻射較小的地方，周圍最好還有土層較薄、較容易獲得地下水的地域。”鄭慧瓊說(shuō)，雖然火星表面的水不能直接利用，但可以通過(guò)凈化、改造后加以利用。

第二步是在選址完成后，派遣無(wú)人探測(cè)器實(shí)地調(diào)查，檢測(cè)和分析那里的氣候、土壤、陽(yáng)光等環(huán)境情況。

第三步就是勞動(dòng)力登場(chǎng)。在鄭慧瓊看來(lái)，人類要先登陸火星，再著手制定火星農(nóng)場(chǎng)建造方案，然后開(kāi)始第一階段的工作，例如搭建封閉溫室、安裝太陽(yáng)能獲取裝置、改變種植環(huán)境。待第一階段工作完成后，就可以正式開(kāi)始火星農(nóng)業(yè)了。

“我們需要把兩艘飛船發(fā)射到火星上。”鄭慧瓊說(shuō)，一艘裝有抗逆性強(qiáng)的藻類“先鋒植物”和有益的微生物，讓它們先落地火星并種植、培養(yǎng)，再輔以一定的土壤改良劑；一艘可以將一些高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、可口、抗逆性好以及耐貯藏的農(nóng)作物品種運(yùn)往火星。這些作物在人類建造的溫室中，會(huì)逐漸獲得遺傳和發(fā)育上的適應(yīng)性并不斷優(yōu)化，最終生產(chǎn)出未來(lái)火星居民不可或缺的糧食。

本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“蝌蚪五線譜”