用“氣凝膠”真的能改造火星嗎?科學(xué)家:實(shí)現(xiàn)移民火星的一種可能

受科幻小說和火星表面一種奇怪現(xiàn)象的啟發(fā),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了地球生命在這顆紅色星球上生存的方法。

哈佛大學(xué)、愛丁堡大學(xué)和美國(guó)航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一種名為氣凝膠的物質(zhì)可以從陽(yáng)光中吸收足夠熱量,可以在火星上形成液態(tài)水和類似地球的溫度區(qū)域,這項(xiàng)技術(shù)可以在不遠(yuǎn)的將來用于建造人類棲息地。在一項(xiàng)研究中,在火星表面放置一層薄薄的透明氣凝膠(只有幾厘米厚)可以使地面升溫50攝氏度,甚至更高。

這將足以融化以前凍結(jié)在地下的水,提供維持生命的關(guān)鍵成分,就像二氧化碳和其他溫室氣體一樣,氣凝膠能讓可見光穿透地面并使地面升溫,但卻讓紅外光更難逃逸——紅外光是人類看不見的,但卻能感受到高溫。由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu),氣凝膠比二氧化碳產(chǎn)生更有效的溫室效應(yīng)。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家勞拉·克伯(Laura Kerber)說:氣凝膠是一種固體結(jié)構(gòu),里面充滿了液體。如果把所有的液體都吸出來,換成空氣,就得到了氣凝膠。

這些氣穴是加熱火星的關(guān)鍵,空氣傳導(dǎo)熱量的能力很差,但它通常會(huì)四處移動(dòng),把熱量從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方。但由于(在氣凝膠中)它被困在所有這些小口袋里,所以(空氣)無法混合,這使它成為一個(gè)很好的絕緣體。目前正在探索火星的“好奇號(hào)”探測(cè)車,以及深海管道、消防設(shè)備,甚至地球上的房屋,都使用了類似的氣凝膠隔熱??茖W(xué)家們可以先將氣凝膠小規(guī)模部署,然后再進(jìn)行更雄心勃勃的項(xiàng)目。研究的目標(biāo)是制造一種氣凝膠毯,讓地球上的藻類和微生物生長(zhǎng)。

哈佛大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程副教授羅賓·華茲華斯說:人類的棲息地——這仍然是可行的,但必須把(氣凝膠)和其他材料結(jié)合起來。以目前的形式,(氣凝膠)相當(dāng)脆弱,火星的大氣層非常稀薄,對(duì)大多數(shù)地球生命來說都是有毒的,所以任何適合居住的結(jié)構(gòu)都必須密閉。在未來,由夾在堅(jiān)固有機(jī)玻璃之間的氣凝膠制成瓷磚,可以用來為人類制造一個(gè)加壓的圓頂。因?yàn)檫@些地球上的生命環(huán)境能自給自足,它們也將保存火星上可能存在的任何生命。

沒有人想去火星通過與地球生命競(jìng)爭(zhēng)來否定發(fā)現(xiàn)其他生命,這是一個(gè)很好的解決方案;一塊一塊地,一個(gè)小小適宜居住的小島,我們可以住在那里,而不會(huì)把它弄得一團(tuán)糟。這是首次以一種本地、可擴(kuò)展的方式實(shí)現(xiàn)火星宜居性。有很多挑戰(zhàn)。但研究人員認(rèn)為這是非常令人興奮的,這是在我們有生之年的一種可能性。盡管這一發(fā)現(xiàn)令人興奮,但它只是一個(gè)故事的最新進(jìn)展,這個(gè)故事開始于人類甚至在月球上行走之前很久。

生命之初的科幻小說正在成為現(xiàn)實(shí),一個(gè)多世紀(jì)以來,科幻作家們一直在寫關(guān)于這個(gè)紅色星球上人類定居點(diǎn)的故事,描述那里有可呼吸的空氣、液態(tài)水和先進(jìn)的外星生命。1965年人類對(duì)火星的了解向前邁進(jìn)了一大步,當(dāng)時(shí)水手4號(hào)探測(cè)器拍下了第一張近照,發(fā)現(xiàn)火星完全不適合人類居住——荒涼、干燥、大氣稀薄,非常危險(xiǎn)。但是,作家和科學(xué)家們(許多人受到他們最喜歡小說的啟發(fā))并沒有放棄。相反,他們專注于地球化:利用技術(shù)從根本上把火星改造成人類可以生存的地方。

1971年卡爾·薩根(Carl Sagan)提出將火星冰冠上所有的冷凍水和二氧化碳全部蒸發(fā)。由此產(chǎn)生的氣體將使火星變暖,其溫室效應(yīng)與地球自身的全球變暖危機(jī)相同。但NASA發(fā)現(xiàn),如果沒有令人難以置信的先進(jìn)技術(shù),火星上沒有足夠的冷凍水和二氧化碳來支持這項(xiàng)計(jì)劃。哈佛大學(xué)科學(xué)家覺得有必要從實(shí)際出發(fā)來考慮地球化問題:?jiǎn)栴}是,與遙遠(yuǎn)的未來相比,在我們的有生之年,哪些是可行的,哪些是不可行的,然而,氣凝膠項(xiàng)目的直接靈感來自火星本身。

同樣的加熱過程“現(xiàn)在已經(jīng)在火星上發(fā)生了,但是用的是(凍結(jié)的二氧化碳)。它非常透明,堆積在沙丘上。陽(yáng)光照射進(jìn)來,氣體開始形成,最后會(huì)得到這些(二氧化碳)間歇泉,留下黑點(diǎn),每年春天都會(huì)發(fā)生。在研究了火星表面之后,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了建造人類定居點(diǎn)的理想地點(diǎn)。至于那些生活在火星上氣凝膠加熱環(huán)境中的人可能吃什么,天體植物學(xué)學(xué)家正在研究這個(gè)問題。研究人員建造溫室,模擬火星土壤種植植物,包括模擬火星的光照條件。

博科園|文:Sebastian Echeverri/Philadelphia Inquirer
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