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改造火星 三步驟變地球


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時間:2014年6月26日 13:59


2014年06月26日 12:21  陳文和 

《科技日報》指出,人類業已發現的行星數量委實不少,但其中尚無任何一個確定和地球一樣,有著天然造化的宜居環境。不過,隨著科學技術的發展,人類或許能夠化被動為主動,將某些基礎較好的類地行星改造為新的家園。美國《大眾科學》雜誌網站近日就撰文探討了打造一個新宜居星球的可能性,而選定的假想目標,就是在科學與影視界享有崇高地位的火星

對於為什麼選擇火星,《大眾科學》編輯的解釋是:改造行星為第二個地球的方法其實不難——增加水和大氣,而這兩者火星在數十億年之前都曾經擁有過,現今還留有殘跡。這一點也得到了美國航空暨太空總署(NASA)專家的認可。NASA天體生物學家克里斯•麥凱就表示,只有將火星作為目標,進行環境改造的相關討論才具有現實意義。

那麼,讓火星面貌煥然一新的方法要分幾個步驟呢?《大眾科學》給出的答案是三步。

《大眾科學》稱三步驟可將火星改造為第二地球。圖為好奇號火星探測車。(美聯社檔案照片)

第一步:升溫

首先,要提高整個星球的溫度。鋻於火星與太陽之間的距離較地球遠,其地表溫度也與地球相差甚多。目前,火星上的氣溫徘徊在攝氏零下62度左右,且晝夜溫差較大,火星兩極的溫度更低。但克里斯•麥凱表示,人類可以通過溫室效應將其大幅提升。這一操作的具體方法,是在地下儲藏有全氟化合物(PFCs)的火星土地上建造開採工廠,以高熱將其釋放到火星的大氣中。作為一種強大的溫室氣體,全氟化合物非常穩定,可以長時間停留在大氣層中。在它誘發溫度升高後,凍於火星土壤和冰冠中的二氧化碳將被釋放,進一步形成溫室效應,反射太陽的熱量。

第二步:構建大氣

升溫之後,下一步是建立起真正的大氣。雖然科學家相信火星曾經有過濃密的大氣層,但當前火星大氣的厚度,僅有地球大氣的百分之一,而若要水保持液體形態,這至少需要提高到30%。

不過在此之前,人們必須弄清火星大氣中難有二氧化碳的原因。肩負這一任務的火星大氣與揮發物演化任務(MAVEN)火星探測器已在2013年11月順利升空,踏上10個月的飛往火星之旅。就在今年11月,它將進入火星大氣上層採集樣本,了解從大氣逃逸至太空的揮發物於大氣演化所扮演的角色,以弄清其大氣消失的秘密。

如果最終發現,二氧化碳是由於與火星表面某種元素發生作用而被禁錮在土壤中,那麼改造的希望將變得非常渺茫;如果並非這樣,而是被紫外線、太陽風破壞或者吹走等其他原因,那人類就還保有做出一個合適大氣的可能性。

第三步:釋放液態水

完成大氣的創造後,接下來是最後一步:釋放液態水。之所以說釋放,原因在於水來源於火星本身。儘管整顆行星看上去荒涼一片,但來自NASA勘測軌道飛行器的照片顯示,春夏兩季時,火星赤道附近有水流過的跡象,而雷達掃描的結果同樣暗示,在火星表面之下可能儲藏有巨量的冰凍水。最直接的證據則來自好奇號火星探測車,它的分析顯示,每立方公尺火星塵土中,含有大約兩品脫的水。

那麼如何收集和使用這些水?在NASA好奇號任務組的地球化學家勞瑞•列辛看來,火星的水都儲藏在表面,這讓開採利用變得很方便。一旦溫室效應發揮作用,人類就可以通過建造水庫等方式,收集釋放出來的液體水,以用於飲用和灌溉。再經過進一步的建設和完善,最終人類將賦予火星一套完整的水迴圈系統。

當然,理論上的討論再怎麼完美,現實操作時定然不會那麼簡單。例如雖然人類可以通過升高火星溫度的方法,在短短幾十年的時間裡就能形成足夠密度的大氣,但若要依照地球的辦法——即依靠植物來產生可供呼吸的氧氣,則需要等待10萬年的時間。

對於這些難題,唯一途徑,只能是加快科技的進步。從這個意義上看,其正如NASA地球化學家勞瑞•列辛所言:對火星的改造,將是人類未來開拓更廣闊宇宙事業的基石。
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