移居火星不可能,因为造不出大气?专家表示仍有希望

王末乏 2022-07-25 21:01:15

去火星定居很难实现?原因在于无法制造出“大气”的研究结果。

埃隆·马斯克虽然计划让人类移居火星,但这真的能实现吗——。如今,有人发表了“这基本不可能”的研究结果。根据美国研究团队的论文,以现有的技术很难为火星创造出能够让人类生存的大气环境。在专家表示“仍有希望”的同时,关于移居火星有意义的思考也随之开始。

说到“想去火星”这件事,(某种程度上)我也赞同。作为计划倒是不坏。首先发射载人航天飞船、建造月球基地、然后为了挖掘资源再送过去更多的航天飞船与人类。之后建设正规的圆顶都市,接下来就到了火星的地球化。

在火星创造出能够让生命存活的环境这个主意,是根据温室效应(全球变暖之类的原因)这样一个物理现象得来的。火星上的土地被冷冻的二氧化碳所覆盖,如果用什么办法让气温升高,表面的干冰与冰溶解,就能创造出大海与厚实的大气。虽然不清楚大气中是否含有足够的氧,但至少能让人在外出走动时不需要穿宇航服。

之后,砰!(请假定这一声“砰”的效果音之间已经经过了一万年)。硬科幻小说世界中一定出现的“成为地球殖民地的火星”就这样诞生了。

火星变暖不会发生?

那也并非是完全妄想的世界。天文学家卡尔·萨根在1971年提出了“行星工学”的创意——为了“创造出比现在更加温暖的气候条件”,将火星两级附近的冰融化使其产生二氧化碳。

20年后的1991年,行星科学家克里斯·麦凯发表在《Nature》上的论文里得出了这样一个结论:如果火星上有足够多的二氧化碳、水以及氮就可以创造出大气。

在那之后,关于是否可能把火星变成拥有能阻挡来自太阳的有害物质的大气的星球一类的研究也在继续。在7月末刚刚发表的论文如果正确的话,以现有的技术创造出地球这样的乐园似乎是不可能的。

这篇论文的作者是在科罗拉多大学进行行星研究的布鲁斯·贾科斯基与北亚利桑那大学的克里斯托弗·爱德华兹。贾科斯基进行了如下的说明:

“某种意义上来说收集纯粹的二氧化碳已成为可能。但是,大部分会扩散至太空。此外也存在于气温较低的两极附近将其固体化、少量变成碳酸盐矿物的可能性。”

即使算上矿物中作为碳酸盐的部分、以包接化合物状态存在的极少量的二氧化碳,状况也不会改变。“假设所有的二氧化碳都变成大气,也不足以引起变暖。”贾科斯基说。

制作出大气“基本不可能”

地球的大气压强在地表大约有1巴。使火星温度有一定程度上升的话,就需要那么多二氧化碳的量。即使不到那种程度,火星的大气压强如果能有250毫巴,气温也会产生很大变化。实际上可以认为过去就存在着这么多的大气。

到现在为止的研究中,在遥远的过去火星上曾经有水存在这件事已经很清楚了。也就是说,气温与大气压都达到过使水存在的条件。据贾科斯基说,如果火星上存在的二氧化碳的比例与金星或者地球达到同样的程度,那么算上固体以及矿化后的产物,它的总量可能合起来有20巴左右。

贾科斯基接下来是这么说的:“在过去四十年间里,围绕火星产生的关键词是碳酸盐的探查。要说为什么的话,大气中的二氧化碳应该被地下吸收,在地壳内部作为碳酸盐储存起来了,如果这样恐怕可能也能将其取出。另一方面,如果二氧化碳从大气向太空中流出去了,它就不能被回收。”

美国国家航空航天局(NASA)的周围探测器“Mars Reconnaissance Orbiter”传来的数据中,发现了很多碳酸盐的堆积地。但是,从2014年起持续观测火星周围轨道的“MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile Evolution)”的调查确认了二氧化碳正在向宇宙扩散。贾科斯基是MAVEN项目的主任研究员,对于那些梦想移居火星的人们来说,这样的研究结果实在是令人失望。

如果两级周围的冰层溶解,就能维持15毫巴左右的气压。挖掘含有碳酸盐的矿物恐怕只能得到15毫巴以下,就算使用特殊方法想要得到150毫巴以上也不太可能。此外,虽然地下也存有被吸收的二氧化碳,但挖掘到地下100米左右也最多只能到40毫巴左右。

贾科斯基说:“我认为造出40-50毫巴以上的大气基本上是不可能的。这点程度也根本不会对气温有所影响。”“虽然存在找到其他的二氧化碳源泉,即便如此离能够引发变暖的量也相当遥远。”

原来如此……

气压达到300毫巴的话就够了?

不过,并不是说贾科斯基不会说错。提倡火星殖民的麦凯评指出:“让火星环境产生变化的关键是,二氧化碳、氮、水的总量。这些物质在火星上究竟有多少,我们还没法明确知道。

MAVEN 的研究表明,火星上的一些二氧化碳已经流失,但并非全部都消失在太空中。也就是说,麦凯觉得“还有希望”。 “可以说,地下二氧化碳的总量是完全不清楚的。尚未有足够的数据,要想知道,还得真正深入地下进行地质调查。”

确实,一个接一个的关于火星的惊人事实正在清楚起来。 7月底,液态水的存在也被确认。所以贾科斯基的论文并没有让火星殖民构想的支持者们感到沮丧。

创立了旨在探索和促进火星殖民化的非营利组织“火星协会”的航天工程师罗伯特·祖布林表示,贾科斯基论文中的数值是“系统的悲观的看法”。在他的理论中,气压并不需要达到 1巴。 300毫巴就足够了(珠穆朗玛峰顶的气压就这么多)。 “气压达到200毫巴就无需穿宇航服了。然后,就能造出一个内部气压与外界空气相同的穹顶建筑。”

祖布林和麦凯还认为,发展现有假设能显著改变未来的前景。例如,人造温室气体怎么样?只要用火星上也有的氯气来生成氟利昂气体然后氟利昂气体就行了。

当然,如何实际做到这一点是个问题。此外,必须避免这种所谓的“超级温室气体”破坏火星上残留的少量臭氧。否则,除了辐射外,火星还会暴露在对人体有害的强烈紫外线下。

说到底,我们为什么要去火星?

作为参考我想说一句,火星殖民的倡导者当然不会否认全球变暖。两者都基于相同的理论。即使不可能对火星进行地球化改造,在我们脚下的地球上,气候变化也在稳步进展。是我们人类引发了它。

此外,水的发现略微增加了火星上存在生物这一可能性。如果这颗红色星球上存在生命,火星地球化的意义将会改变。人类殖民不可避免地会影响火星现有的生命,除了科学问题之外,还需要进行伦理方面的讨论。

这是最后的问题:你为什么想移居火星?

贾科斯基这样说: “让我们把目光从科学上移开,从根本上重新质问地球化吧。在地球无法继续居住的情况下,准备一个能住的地方作为后备这个论点有点蠢。虽然也有外部原因,但破坏地球环境的正是人类自己。比起改造遥远的火星,还是守护地球这个让我们住得舒心的环境要更简单些。”

火星探索是必要的,我也赞成为此建造一个火星基地。但我对城市这样的居住空间有点疑问。大海和运河真的能被造出来吗?深吸一口气,冷静下来想想。据我们所知,浩瀚的宇宙中存在这些东西的,只有地球。

BY: ADAM ROGERS

FY: CHIHIRO OKA/越年

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