能將火星改造成地球 2 號?NASA 保守:現有技術完全辦不到

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 31 日 14:08 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

多年來,從科幻小說到科學研究,人類都考慮了移民火星的可能性,許多火星殖民概念是「外星環境地球化」(terraforming),直接讓火星蛻變成第二個地球,而非額外建置生命維護系統。但現在一篇新論文表明,人類想以現有技術將火星「地球化」,既能不穿太空服、不帶氧氣罩行走還要有綠地,根本是天方夜譚。



論文作者為美國太空總署行星科學家 Bruce Jakosky 及北亞利桑那大學行星科學家 Christopher Edwards,研究發表在《自然─天文學》期刊。

首先,為了讓火星擁有液態水及濃厚大氣,我們必須先提高火星的地表溫度與氣壓,一個方法是利用溫室氣體。雖然火星主要大氣組成成分就是二氧化碳,但太薄弱(火星大氣總質量 25 兆噸,地球有 5,148 兆噸),且火星大氣壓力不及地球 1%(火星表面平均氣壓 6 百帕,地球為 1,013 百帕),任何液態水都會馬上蒸發或凍結。

因此,我們必須釋放儲存在岩石和極地冰蓋中的溫室氣體到大氣層。

但 Bruce Jakosky 和 Christopher Edwards 利用過去 20 年來各種火星探測器的數據清點二氧化碳儲藏量,很快便發現難關:真正能動用的二氧化碳太少(以人類技術可以挖到的二氧化碳)。火星二氧化碳最容易獲得的來源是極地冰蓋乾冰,然而新分析表明,從冰蓋蒸發的二氧化碳只夠使火星壓力增加 1 倍,加上其他零零種種來源,也頂多增加火星大氣壓力 3 倍──都還不到地球大氣壓力 2%。

接著,研究人員計算二氧化碳含量釋放後發現也於事無補,因為火星升溫不到 10℃,但火星平均氣溫為零下 60℃,等冬天時更會下降到連大氣的二氧化碳都凝結成表面冰。

(Source:NASA

SpaceX 執行長伊隆‧馬斯克(Elon Musk)青睞直接以核彈引爆二氧化碳儲層,但賓夕法尼亞州立大學地球科學家 Michael Mann 對此提出疑問,引爆核彈帶來大量灰塵微粒阻擋大部分陽光,更可能反使火星變冷而不是變暖。Bruce Jakosky 和 Christopher Edwards 回覆《Space.com》表示,也許未來會找到某種可行的替代方法,但憑目前技術,釋放火星二氧化碳的想法只能以失敗告終。

有人提出引進其他氣體如氯氟烴、氟基化合物,但這些氣體壽命短,需要大規模製造技術,所以目前科學研究並未認真考慮這方法。

埋藏在火星地殼深處的含碳礦物能釋放足夠二氧化碳,使火星達到適合地球生物存活的大氣壓力,但這些沉積物的範圍仍未知,且採取現有技術鑽井需耗用大量能源。或者還有一個異想天開的想法,透過引導彗星、小行星撞擊火星來產生揮發氣體,不過研究人員計算後還是兩手一攤,這大概需要撞擊數以千顆的小天體才能使火星環境達標,太不切實際。

總而言之,所有結果都表明人類目前的技術無法讓火星地球化,甚至未來也可能遙不可及。Bruce Jakosky 說,最好的辦法還是更努力保護地球吧。

(首圖為科學家對照早期與現今火星環境想像圖,來源:NASA