為改造火星，他們提出一項就地取材的大膽計劃_風聞

來源：中國科學報

編譯 ｜ 徐鋭

無論是在遊戲還是在科幻作品中，改造火星使其成為像地球一樣宜居的星球都是經典題材。近日一項發表於《科學進展》的研究表明，這個夢想似乎有望實現。研究人員發現，將微小顆粒注入火星大氣層可以在幾個月內使火星升温10攝氏度以上，足以維持液態水的存在。該方法每年需要投入約200萬噸顆粒，而且這些顆粒可以用火星塵埃中現成的成分製造。

人們認為數十億年前的火星存在流動水，現在，這些水可能凍結在火星極地冰蓋和土壤之下。如今的火星大氣層稀薄、太陽光較弱，平均氣温約為零下62攝氏度，比地球上大多數地方都冷得多。因此，要讓這顆紅色星球擁有液態水、適合農作物和人類生存，就得顯著提高其温度。

火星改造過程藝術圖。圖片來源：DAEIN BALLARD

研究人員認為，驅動地球全球變暖的機制有望將火星改造成宜居行星。“總體思路是人工建造大温室。”美國西北大學博士生、論文作者Samaneh Ansari説。

科學家一直在尋找一種物質，當將其大量注入火星大氣時，會像地球上的水蒸氣和二氧化碳一樣捕獲熱量。

之前的一項研究建議使用氟氯烴，將這種會破壞臭氧層的化合物排放到火星大氣中。而最近發表的另一項研究則建議在火星表面放置硅氣凝膠磚，這種透明輕質的固體可以從火星土壤中捕獲熱量，同時阻擋有害紫外線的輻射。但由於火星表面氯氟烴很少，且硅氣凝膠需要由人類製造，它們都需要從地球被大量運輸至火星，現有的火箭幾乎難以做到。

於是，Ansari和同事將目光放在了一種火星上很常見的物質——火星塵埃上。他們想測試一下火星塵埃的吸熱能力。

火星塵埃富含鐵和鋁，這賦予了火星特有的紅色。但火星塵埃的微觀尺寸和近球形外表不利於吸收輻射或將其反射回火星表面。

因此，研究人員開展了一場頭腦風暴，設計了一種理論粒子——利用火星塵埃中鐵和鋁製造出大約是火星塵埃兩倍大、9微米長的棒狀物質。

Ansari模擬測試了這種理論粒子與光的相互作用，結果發現這些粒子在吸收地表紅外輻射並將輻射反射回火星表面方面“出乎意料”，而這是決定氣溶膠顆粒是否會產生温室效應的關鍵。

來自美國芝加哥大學和中佛羅里達大學的合作者將這些粒子數據輸入火星氣候計算機模型中，研究了每年向火星表面上方10至100米處注入200萬噸該粒子的效果。在那裏，它們會被湍流風吹到更高的高度，並以比火星塵埃慢10倍的速度沉降。模擬結果顯示，這種粒子可能讓火星在幾個月內升温10攝氏度以上，並且達到這一效果所需材料的數量僅為其他方案材料用量的1/5000。雖然200萬噸材料不是個小數目，但研究團隊表示，原材料存在於火星上，所以人們可以在火星上開採，而無須從地球運輸。

但未參與該研究的英國開放大學的Juan Alday指出，火星升温並不是使火星宜居的“神奇開關”，因為它不能解決火星氧氣稀薄、氣壓低、大氣層稀薄無法抵禦有害紫外線、土壤可能存在毒素等問題。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adn4650