如果我們加熱火星核心,那會怎樣?答案撲朔迷離
遠(yuǎn)在人類第一次抬頭仰望熒惑以前,火星就已是荒蕪的不毛之地,一片冰冷的生命禁區(qū)?;鹦堑拇髿庀”∏覄《荆瑤缀跬耆怯啥趸紭?gòu)成的,火星表面的重力只有地球的38%,無法長期穩(wěn)定地存留液態(tài)水,。但火星并非一直是一片荒蕪,她也曾擁有過溫暖的氣候、厚實(shí)的大氣層以及廣袤的海洋,或許有朝一日我們可以重見火星的舊日榮光。
今天,一切謎底都將揭曉,我將為您解答那個特別的問題;如果我們加熱火星地核會如何?你是否為未知之事而感到心癢?你會同我一道尋求真相嗎?
一份來自美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室2003年的研究指出,火星的地心并非未完全冷卻凝固。通過觀察太陽引力對火星的影響,噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)“火星仍有部分地核處于熔融狀態(tài),這表明火星地核要么是完全處于熔融態(tài),要么是在熔融的外層之下還有著固態(tài)的內(nèi)核,?!钡厍蛟诘睾送獠康娜廴谖镔|(zhì)的底下有著一顆固體內(nèi)核。液態(tài)外核與固體內(nèi)核通過對流交換熱量,因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)而產(chǎn)生磁場。有磁場之后,地球便可以抵御太陽風(fēng)的侵襲,防止帶電太陽風(fēng)將大氣層逐漸剝離,使得生命可以在地球表面繁衍、壯大。發(fā)生于地核之上的地幔對流也是板塊運(yùn)動、大陸漂移、火山地震以及造山運(yùn)動的內(nèi)在動因。
火星之上高達(dá)22公里的奧林匹斯火山與其他種種地震留下的痕跡——或者是叫“火星震”——無不表明這顆星球曾經(jīng)有著一顆比現(xiàn)在更活躍的核心。而這個比地球上的最高峰喜馬拉雅山還要高1.5倍的怪物——奧林匹斯火山,如今已然沉寂。雖然一切證據(jù)都表明,在火星地表之下,地幔對流仍可能在繼續(xù),但這仍不足以幫助火星留住大氣。
事實(shí)上,火星大氣的厚度只有地球大氣層厚度的一百分之一,而大氣正是生命繁衍所最仰賴的屏障。這意味著如果人類想要立足于火星之上,我們要么只能先對整顆星球進(jìn)行宜居化改造,要么只能建立一套由數(shù)以百萬計(jì)的部件構(gòu)成的復(fù)雜精密的人造殖民地。第一個方案野心十足,但很可惜,我們當(dāng)前的科技對此無能為力,而在第二個方案中,系統(tǒng)中任何一個部件出問題都可能會導(dǎo)致整片殖民地面臨滅頂之災(zāi)。
火星磁層比地球磁層微弱的一個原因是行星的大小?;鹦堑闹睆郊s為地球的一半,一些專家估計(jì),即使在它最活躍的時候,內(nèi)部熱量也只有地球的10-15%。隨著時間的推移,這些熱量會消散,并且行星的地殼和地幔中由放射性衰變而產(chǎn)生的熱量也有保質(zhì)期。這就是30至40億年前火星上發(fā)生的情況,也是它形成今天我們在天空中所看到的荒涼的紅巖的原因。
它冷卻得如此之快,以至于不能再產(chǎn)生磁場,它的大氣層開始被太陽的極強(qiáng)能量剝離。這個過程實(shí)際上正在進(jìn)行。最野心勃勃的火星地球化方案之一是啟動在軍事中心的對流,以創(chuàng)建一個新的磁層。由于火星確實(shí)有大氣層,并且可能在其生命之初10億年中滋養(yǎng)了各種生命,所以假設(shè)這是一個可行的方案。畢竟,今天的磁層沒有完全消失,它只是非常弱。
還有一些其他的方法可以給火星提供一種可呼吸的大氣——例如,讓火星充滿像無毒的全氟碳化合物(PFC)這樣的溫室氣體,其流動速度比太陽風(fēng)吹走它們的速度更快。但這將需要數(shù)百家專門向地球表面排放氣體的工廠。我們或許還能 將一顆配備磁盾的衛(wèi)星送進(jìn)火星軌道,這一想法實(shí)際上是美國宇航局(NASA)的研究人員于2017年提出的。
這可能采取一種大的,帶電的銅電磁閥,但這需要大量的電力,而且在如此大的磁鐵附近放置靈敏的設(shè)備這本身就存在問題。所以,值得注意的是,加熱核心以啟動對流并不是一個可替代的瘋狂方案。但我們?nèi)绾尾拍芮袑?shí)做到這件事呢?我們首先要想出鉆到行星中心的技術(shù)。即使有這么少的對流,火星內(nèi)部依然非常非常熱,我們需要一種能夠承受這種難以置信的溫度和壓力的金屬。鉆井的首選材料是鉆石,它可以勝任。火星核心的溫度約為1500開爾文,在高溫條件下,鉆石可以承受兩倍以上的溫度。
然而為了防止其融化,你所有的設(shè)備都需要通過耐高溫的材料來建造。然后通過將其地核加熱的方法(如使用巨大的核彈),當(dāng)它被加熱到足夠熱時火星就能自己完成這一過程。然而,將核彈運(yùn)到火星并帶著它們穿過外星巖漿的熔融隧道再在地下深處引爆,這一行為有些冒險,并且你并不清楚需要帶多少顆核彈。但是,盡管火星的體積較小,它仍然需要巨大的能量來加熱其地核,這可能比我們在地球上使用的能量還要多。我們的第二方案需要更多的耐心來完成,比起核裂變我們更可能使用核聚變。
核聚變和核裂變是創(chuàng)造能量的兩種核反應(yīng)方式。核裂變用于普遍的標(biāo)準(zhǔn)核電站,而核聚變則是發(fā)生在恒星地核內(nèi)的反應(yīng),我們目前還沒有能力利用這一反應(yīng)來發(fā)電。如果我們能在將來找到一種更好的方法加熱火星的地核,那我們就能設(shè)法將巨型核聚變發(fā)電機(jī)建造在火星深處,通過加熱其地核并啟動磁層來達(dá)成我們的心愿。這將為火星的歷史開啟一個新的、黃金時代(或綠色時代)。
隨著時間的推移,火星將再次變得宜居。對于那些從事鉆探工作的人來說,也許還不夠快,但終有一天它將能夠承載生命。火星的大氣層從它存在起已維持了大約10億年,所以它至少可以再維持這么久,如果我們保持發(fā)電機(jī)的話它甚至能維持更久。這段時間對于讓火星發(fā)展到孕育出自己的生命來說已經(jīng)足夠長了,這可能讓它曾經(jīng)擁有的那些湖泊和海洋改變得更適宜為人類所居住。然而另外一種可能性是,火星不需要任何外來干預(yù)就自發(fā)地發(fā)生這種反應(yīng)。正如45億年前太陽系的黎明時分,它確實(shí)是自己形成并開始對流的。這是因?yàn)榛鹦堑睾酥凶匀恍纬傻慕Y(jié)晶有可能影響對流,并最終使其磁場重新啟動。因此這種微弱的可能性是存在的。
雖然這樣發(fā)生的可能性很小,但并不是沒有可能。盡管對于目前來說這是不切實(shí)際的,但如果我們攻克難題并構(gòu)思出一些巧妙的技術(shù),加熱火星并使其在未來幾十億年里維持生命就不是空談。不過那將是我們加熱火星地核之后會發(fā)生的事了。
fy:Yīn,將至,人間散步