理論上火星可以地球化，但 NASA 噴射推進實驗室科學家 Slava Turyshev 從質量、溫度、氧氣、能源四個面向，精確計算火星地球化（terraforming）所需規模——結論是遠超人類目前能力範疇，火星短期內不可能變成適合人類大規模居住的 2 號地球。
火星地球化（Terraforming）五大階段
Slava Turyshev 指出，火星整體環境從當前不可居住到人類可居住，需經歷 5 大階段：
- 第一階段：火星現況極度寒冷、大氣極薄，人類需依賴生命支持系統。
- 第二階段：突破水的三相點。大氣壓需至少達 6.1 毫巴（0℃），水才能以固、液、氣三相穩定存在。
- 第三階段：適居型溫室。巨大溫室內部維持約 100 毫巴壓力，並可進行大規模農業。
- 第四階段：安全呼吸（仍需呼吸裝備）。火星大氣壓達 62.7 毫巴，此時人體血液在體溫 37℃ 下不會沸騰。
- 第五階段：人類可自由呼吸的大氣。火星總大氣壓達 500 毫巴，其中氧氣約 210 毫巴，還要加入足夠氮氣作為惰性背景氣體，全球平均溫度大幅上升。
難題在第二階段就已顯現。計算表明，火星大氣壓增加 1 毫巴就得額外添加3.89 × 10¹⁵ 公斤氣體，質量相當於火衛二戴摩斯（Deimos）。
此外，火星平均需升溫 60℃ 才能達到維持穩定液態水溫度，Slava Turyshev 評估多種加溫方案（注入奈米粒子、釋放大量二氧化碳、部署巨型鏡面等），發現在火星地表安裝鏡面集中陽光能量的方法，所需面積高達 7,000 萬平方公里，遠超人類現有工業能力。
接下來，人類需要可供呼吸的氧氣（約 8.2 × 10¹⁷ 公斤），最直接方法是電解水，換算火星表面每平方公尺需含 6 立方公尺水。這個數字聽起來驚人，但火星表面已知可取得的水冰總量足以滿足這個需求，或者說所需水量僅佔已知易取得的表面水冰約 20%。
真正瓶頸在於「能源需求」
Slava Turyshev 表示，電解水以產生足夠氧氣的過程需消耗至少 1.2 × 10²⁵ 焦耳能量，就算將此過程拉長到 1,000 年，功率輸出量仍達地球目前全球能源年消耗量 20 倍，Slava Turyshev 明確表示，人類現在沒有任何可產生如此龐大能量的技術。
簡單來說，我們要認清火星徹底地球化的目標千年內都辦不到，但達到第 2、3 階段尚可行，合理方向應該是專注在火星建造可長期自給自足的高壓溫室與定居點，而不是期待幾百年內就能看見「藍色火星」。
新論文發表在《APS Open Science》期刊。
（首圖來源：pixabay）
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