在太陽系的所有行星中，火星被人類賦予了特殊的期待，科學(xué)家們對(duì)這個(gè)星球的探索，總是和生命有關(guān)。火星因風(fēng)化土中存在富含鐵的礦物質(zhì)，而呈現(xiàn)出明亮的銹色，因此又常被科學(xué)家們喚作“紅色星球”。眾所周知，對(duì)于生命而言，火星目前的自然條件并不友好，因此，如何改善火星的生命居住條件，也成為了這個(gè)探索星球的重要課題。科學(xué)家們?cè)谝豁?xiàng)新的研究中發(fā)現(xiàn)，可以通過在火星表面或上方放置二氧化硅氣凝膠的方式，來改善這個(gè)世界對(duì)生命的友好度。
絕緣氣凝膠如何在火星建造溫室
如何在火星建造溫室？關(guān)于絕緣氣凝膠的原理，科學(xué)家們是這樣簡要描述的：像二氧化硅氣凝膠這樣的絕緣氣凝膠，可以讓火星的地面變暖，該溫度還足以融化這里的水冰、并保持融化之后的狀態(tài)；與此同時(shí)，它還具有可以阻擋有害紫外線輻射的功能，這意味著植物和其他生命（需進(jìn)行光合作用的生命）存活的環(huán)境很可能由此形成。在實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家們模擬了火星狀態(tài)，并將二氧化硅氣凝膠至于該狀態(tài)之中。在這個(gè)過程中，通過同量級(jí)的太陽能到達(dá)火星表面，并擊中材料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣凝膠層具有2到3厘米的時(shí)候，便可以讓火星的地面溫度提升50攝氏度，其地下全年達(dá)到幾米深度的冰層，這一溫度便足以融化，并且，周圍的任何物質(zhì)都能夠免受有害輻射的傷害。
關(guān)于氣凝膠的放置，相對(duì)而言就比較簡單了，因?yàn)椴⒉粫?huì)對(duì)效果的基本物理產(chǎn)生太大的影響，可以將其直接置于火星的表面。由于從側(cè)面發(fā)出的熱量比例會(huì)減少，但仍然可以做到在溫室中較大幅度的實(shí)現(xiàn)升溫的目的，所以，將它擴(kuò)散到更大的區(qū)域，或許還能讓固態(tài)溫室效應(yīng)變得更加有效。在火星的北緯45度到南緯45度之間，這個(gè)巨大的中緯度帶有很多區(qū)域都具有豐富的近地表水冰，以及可以吹掉氣凝膠上的灰層，簡而言之，幾乎這里的任何地方，都有足夠的陽光可以產(chǎn)生大量的變暖效應(yīng)。并且，通過氣凝膠改善火星環(huán)境這樣的方式，本身就具有可嘗試性（可實(shí)現(xiàn)性）和拓展性（方法復(fù)制），其面臨的爭(zhēng)議應(yīng)該比讓火星全球范圍內(nèi)的地球化更少一些。
火星可地球化的原因及2種實(shí)現(xiàn)方法
通過之前人類對(duì)火星的了解來看，古代火星也和如今的地球一樣，非常適合很多生命居住，當(dāng)時(shí)的片土地也以河流和海洋為特色。而這一切都在大約40億年前被改變，當(dāng)全球磁場(chǎng)被剝奪之后，這里的情況發(fā)生了巨變?；鹦窃?jīng)厚實(shí)的大氣層，被太陽的帶電粒子剝離，導(dǎo)致了不能保持太多熱量和紫外線輻射的結(jié)果?；鹦堑谋砻嬉惨虼俗兊迷絹碓礁稍锖?，以至于其地下的含水層，成為了生命的唯一潛在住所?？茖W(xué)家羅賓·華茲華斯表示，關(guān)于火星生活，或許將來也永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)某些東西，但我們也應(yīng)該考慮在一個(gè)十進(jìn)制時(shí)間尺度上盡力去實(shí)現(xiàn)，而不是放到幾個(gè)世紀(jì)以后，而這些想法的結(jié)果，只取決于人類的決心和能力。
如何讓火星變得對(duì)生命更加友好，科學(xué)家們關(guān)于這個(gè)主題的討論，大多都集中在恢復(fù)往日的大氣氣氛上，比如，通過蒸發(fā)大量的水冰和冷凍二氧化碳，但這樣的“地球化”方法實(shí)現(xiàn)起來卻是非常困難的，不僅需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，更需要昂貴的成本。而羅賓·華茲華斯這些研究的靈感，則來自于火星兩極二氧化碳冰帽中的黑點(diǎn)，因?yàn)檫@些斑點(diǎn)被認(rèn)為是固態(tài)溫室效應(yīng)所引起的變化，即半透明的雪和冰的內(nèi)部在吸收陽光之后被加熱，陽光使得這些東西逐漸融化，而二氧化硅氣凝膠或許可以實(shí)現(xiàn)類似的效果。在地球上，二氧化硅氣凝膠被廣泛用作絕緣體；在寒冷的火星夜晚，這些東西的薄層也有助于保持火星探測(cè)器處于溫暖的狀態(tài)。
人類能否讓火星變得像地球一樣
長時(shí)間以來，火星被人類寄予了生命的希望，也有很多研究人員設(shè)計(jì)出了，通過火星的二氧化碳使火星變得適合居住的方法，從而讓這個(gè)星球的溫度升高、水流穩(wěn)定的保持為液態(tài)，以及大氣變得厚重。從理論上來講，使用這些存在于火星的溫室氣體，的確可以改變其大氣層，讓火星變得和地球類似。但是有一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問題就是，火星上的二氧化碳一般都存在于巖石和極地的冰蓋中，而這些加起來也只能使火星的大氣壓力增加三倍左右，但它只是使氣氛適應(yīng)地球生物所需的二氧化碳的五十分之一，而這個(gè)紅色星球唯一能夠提供變暖的溫室氣體，也只有二氧化碳。簡而言之，火星上并沒有足夠的二氧化碳，可以用來制造地球般的行星。
通過探測(cè)到的數(shù)據(jù)來看，目前火星上可接觸二氧化碳量，只能使地表的溫度升高不到10攝氏度，而火星在冬季的時(shí)候，氣溫會(huì)下降到足以使大氣中的二氧化碳凝結(jié)成表面的冰。另外，哪怕火星上有更多的二氧化碳，也需要花費(fèi)很多精力才能將這種氣體釋放到大氣層中，而其中的大部分氣體都很難進(jìn)入。關(guān)于如何在火星上獲取和釋放二氧化碳，雖然已有許多的建議和理論化的方法，但實(shí)現(xiàn)起來都很困難。多年來，因?yàn)榛鹦请x地球較近（相對(duì)），所以它是人類相對(duì)“最容易到達(dá)的星球”，并且，它也是唯一可以描述為具有氣候的行星。當(dāng)然，未來的技術(shù)很可能允許人類，以今天不可能的方式去改變火星，而不是將所有的精力都用在將火星變成地球2.0這件事上。
