根據現有研究，除了地球之外，火星是太陽係中最適合居住的行星。但首先由於(yu) 火星的表麵太過於(yu) 寒冷，導致水無法維持在液態，而液態水通常被認為(wei) 是已知生命可以生存的先決(jue) 條件；另外，由於(yu) 火星的大氣太過於(yu) 單薄，無法抵禦紫外線，會(hui) 對生命構成威脅。人類要想能夠在火星生存下來，還是一件非常困難的事。

　　20世紀70年代由美國宇航局的維京任務從(cong) 軌道上看到的火星。（圖片來源：NASA / JPL）

　　卡爾·薩根在1971年的一篇論文中，就第一個(ge) 提出了將火星變成地球，或者將火星變成一個(ge) 適宜人類居住的地方的可行設想。他指出，在火星的北極，夏季殘餘(yu) 的霜凍厚度約為(wei) 1公裏，如果它們(men) 全部蒸發掉，那麽(me) 釋放到大氣中的水蒸氣和二氧化碳就可能會(hui) 產(chan) 生溫室效應，將火星表麵的溫度升高到液態水足以存在的程度。

　　一些研究人員和未來學家受到薩根的啟發，他們(men) 開始認真思考星球改造的想法。其關(guan) 鍵的問題是：火星上是否擁有足夠的溫室氣體(ti) 和水，可以將火星的大氣壓強提高到與(yu) 地球相當的水平？然而，2018年，一隊美國宇航局資助的科羅拉多大學，博爾德分校和北亞(ya) 利桑那大學的研究人員在《自然天文》期刊上發表了一項研究，結果發現，即便將火星上所有可用的資源都進行處理，也隻能將火星的大氣壓強提高到地球水平的7%左右，這遠遠低於(yu) 適宜人類居住所需要的壓力。

　　現在，來自哈佛大學、NASA噴氣推進實驗室和愛丁堡大學的研究人員有了一個(ge) 新的思路：與(yu) 其試圖一次性改變整個(ge) 火星，是否有可能先對火星進行小範圍的改造。論文的第一作者羅賓 沃茲(zi) 沃思表示，他們(men) 想要思考的是在十年的時間尺度上能實現的東(dong) 西，而不是在未來幾個(ge) 世紀才能實現，或者可能永遠無法實現的東(dong) 西。火星是地球以外太陽係中最適宜居住的行星。一個(ge) 用於(yu) 創建可居住小島嶼的係統將使我們(men) 能夠以受控和可擴展的方式改造火星。與(yu) 以前使火星適合居住的想法不同，這是可以用我們(men) 已經擁有的材料和技術係統地開發和測試的東(dong) 西。

　　研究人員認為(wei) ，火星表麵的某些區域可以通過利用一種名為(wei) 二氧化矽氣凝膠的物質而變得宜居，這種物質可以模仿地球大氣中的溫室效應。通過建模和實驗，研究人員發現厚度為(wei) 2~3厘米的二氧化矽氣凝膠就可以做到隔絕有害的紫外線輻射，讓足夠的可見光穿透使光合作用得以進行，以及在無需任何內(nei) 部熱源的情況下，將二氧化矽氣凝膠之下的溫度永久地提高的水的熔點以上。

　　這種想法實際上是受到了一種火星上的現象的啟發。火星上的冰蓋是由水冰和凍結的二氧化碳結合而成的，這與(yu) 地球上由水冰構成的冰蓋是不一樣的。與(yu) 氣態的二氧化碳一樣，凍結的二氧化碳在讓陽光穿透時也會(hui) 將熱量困住。在夏天，這種固態的溫室效應會(hui) 在冰層下導致小範圍的升溫。研究人員開始考慮這種固態的溫室效應，並思考如何能利用它來創造未來火星上的宜居環境，開始思考什麽(me) 樣的材料可以將導熱係數降到最低，同時又能傳(chuan) 輸盡可能多的光。

　　通過模擬火星表麵的模型和實驗，研究人員證明，用一層薄薄的二氧化矽氣凝膠就可以使火星中緯度地區的平均溫度上升到等同於(yu) 地球的水平。二氧化矽氣凝膠是已創造出的最絕緣的材料之一。二氧化矽氣凝膠具有97％的多孔性，意味著光穿過材料但是二氧化矽紅外輻射的互連納米層並且極大地減緩了熱傳(chuan) 導。二氧化矽氣凝膠是一種很有前途的材料，因為(wei) 它的效果是被動的，它不需要大量的能源或維護運動部件，以保持區域長時間保持溫暖。

　　他們(men) 表示，分布在一個(ge) 足夠大的區域，不需要任何其他技術或物理，隻需要在表麵上有一層這樣的東(dong) 西，就會(hui) 有永久的液態水。這些氣凝膠目前用於(yu) 多種工程應用，包括美國宇航局的火星探測流浪者。

　　這種材料可以用來在火星上建造可居住圓頂，甚至有可能建造出自給自足的生物圈。由此或許會(hui) 產(chan) 生一係列非常有趣的工程學問題。接下來，研究小組的目標是在地球上，在類似火星氣候的條件下對這種材料進行測試，比如在南極洲或智利的幹穀。這種區域性的將火星變得宜居的方法比全球性的大氣改造更易實現。與(yu) 之前將火星改造得宜居的想法不同，這是一種可以用我們(men) 已有的材料和技術進行係統性地開發和測試的東(dong) 西。

　　一位工程師建議在一個(ge) 小行星上建造一個(ge) 屋頂，以使它保持和地球相似的環境。（圖片：Karl Tate, Infographics Artist）

　　當然，研究人員也指出，任何與(yu) 將火星改造得適合人類和地球生命居住有關(guan) 的討論，都會(hui) 衍生出重要的與(yu) 行星保護相關(guan) 的哲學和倫(lun) 理問題。比如如果我們(men) 想要在火星表麵生存，那麽(me) 我們(men) 是否可以確定那裏有沒有已經存在的生命？如果有，我們(men) 如何應對那些生命？一旦我們(men) 決(jue) 定讓人類登上火星，這些就都將成為(wei) 不可避免的問題。



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