火星和地球的规模-可以看出,我们的星球比我们的红色邻居更大,更友好在我们所知道的整个宇宙中,只有一个星球能够支撑复杂的智能生活:地球。 尽管绕其他恒星运动的遥远世界可能具有与地球相似的潜力,甚至可能有人居住,但我们仍需学习如何走这么远。 但是,如果我们看着太阳系中的另一个世界怎么办? 最有可能的候选者是火星,很显然,过去它拥有许多与陆地类似的特性。 有了一点帮助,他就有可能再次成为这样。 读者提出关于这个主题的问题:
我阅读了有关该主题的各种材料,其中大多数描述了您目前如何在火星上生活,这看起来像是一个相当复杂的企业。 现在我们还了解到那里的土壤有毒 ,可以迅速杀死细菌。 但是火星真正的地貌改造? 在我看来,没有磁场将是最大的问题,这就是为什么您创建的任何气氛都会从那里飞走的原因。 我们为什么不对地球地形化-它会容易得多!
对我们对现有技术的处理方式持悲观态度是有充分理由的,但事实证明,从原则上讲,将火星变成一个有人居住的世界仍然是可能的。
将火星转换成更像地球的形式的一种可能方法。 在无需建立维持气压的结构的情况下,将世界带入一个有人居住的物种,总是始于大气的安排当然,火星的土壤可能是有毒的,但地球上还是有毒的土壤。 决定特定条件下生命可能性的参数很少:pH,水分含量和保留元素/分子/营养素的能力,以及不会被其中存在的其他任何物质所毒害。 可以使用普通的化学方法来耕种地球并使其适合居住,并且没有理由不对火星做类似的事情。 这很可能是最简单的。 尽管收到的微生物可以在火星上繁殖,即使地球上的微生物数量不那么多,我们也已经在建立人类居住环境方面迈出了一大步。
牛顿陨石坑在补色。 可见条纹,这是火星表面上存在流动水的最有力证据。火星有一个更严重的问题:它很干燥。 并不是说没有水蒸气或冰; 他们在那里。 问题是要带走大量的水,使其在液相中稳定流动。 而且,尽管一天中的某些时候火星上有咸的液态水-从火星景观的山坡上不断增长的溪流[linea]上我们可以看到-大多数情况下,水要么冻结要么蒸发。 据我们所知,液态水对于地球上的生命过程至关重要,而在火星上并不存在。
季节性的冻湖出现在火星的整个表面,这表明表面存在水(而非液体)物理原因很简单:火星的气氛太稀薄,无法在表面支撑液态水。 液态水需要一定的大气压力-至少是地球压力的1%。 在火星上,它仅占地球的0.7%,因此几乎不存在液相。 仅由于表面的盐度和深坑的长度而存在某种液体,在其以下可以存在更多的大气和更大的压力。 如果人们在火星表面不受保护,他们体内的液体就会沸腾,因为火星上的条件没有达到
阿姆斯特朗的
极限
阿姆斯特朗(Armstrong)的极限是海拔(地球上),那里的大气压力非常低,以至于流体在正常的人体温度下(约18-19公里)沸腾。 如果在此之上的喷气飞机中压力消失,飞行员将失去知觉,即使他戴了氧气面罩如果您需要使土壤重新居住,则可以创造一个可以维持自身,可居住的生物圈,海洋和地表上其他类型的稳定水的宏观生活-您需要增加大气。 为了获得类似于地球的大气层,有必要将火星上的大气层数量增加140倍:约为3500兆,3.5×10
18公斤。 这与小行星
5 Astrea或Pak(天王星的内部卫星)的质量相当,占地球大气层的70%。 为此,您将必须交付大量材料-最好是氮气和氧气。
火星的质量和大小可与木星最大的卫星木卫三相媲美,因此需要将大气层的质量增加到与北天王星的质量相当的水平但是,即使您添加了太多的大气层,仍然会有一个问题:火星没有磁场可以保护它免受太阳风的伤害。 正如NASA的
MAVEN任务所证实的那样,由于带电粒子与火星的碰撞,火星仍然失去了其大气层的残余,其结果是许多分子飞向太空。 如今,火星的大气几乎完全由二氧化碳组成,因为该分子比大气中的其他成分(氮和氧)重。 如果要对火星进行地形改造,我们不仅需要增加大气层,水和化学转化表面使其可居住,还需要保护增加的大气层-对吗?
火星没有磁场可以保护其大气层免受太阳风的影响,因此与地球不同,它失去了磁场。 但是我们需要计算这种损失发生的时间尺度可能没有必要! 您会看到,在物理问题中,需要一种定量方法:不仅要了解正在发生的事情,而且还需要以什么速度来了解。 当然,太阳风带走了火星的大气层,但是只有MAVEN任务回答了有关其消失速度的问题:每秒约110克。 在太阳风暴期间,该速度可以提高十倍,而且看起来非常快。 但是,如果您计算去除地形气体所需的时间,您会得到一个非常大的数字:亿万年。 无需创建一个非常强的磁场,您只需计划不断向大气中注入分子以补偿损失。
地球大气层,2010年5月日落时从国际空间站查看。也许,经过地形改造后,火星大气层可以看起来差不多当然,在任何情况下,我们都不应该考虑放弃火星地球:对红色星球的任何地形改造都比保护地球的努力更加昂贵。 无论将其弄糟或损坏有多严重,它仍将是太阳系中最有人居住的世界。
火星及其微妙的气氛,来自1970年代维京卫星的照片。 即使在人类对地球造成了所有损害之后,也很难想象对地球进行校正比对整个沙漠星球进行地形改造要困难得多摆脱所有相信在使地球无人居住后可以移居火星的人们的幻想。 地球是第一颗行星,我们必须想出如何解决地球上的问题,以便为长期成功建立人类基础。 火星可能是这个长期计划的一部分,但其转型中最困难的部分将是创造更大的气氛。 但是,如果您做到这一点,那么海洋,雨水,肥沃的土壤,繁荣的生态系统将随之而来!
伊桑·西格尔 ( Ethan Siegel) -天体物理学家,科学普及者,《爆炸的开始》的作者! 他写了《超越银河》( Beyond the Galaxy )和《追踪学:星际迷航的科学》( Treknology )一书。常见问题: 如果宇宙在扩展,为什么我们不扩展 ; 为什么宇宙的年龄与所观测的半径不一致 。