我们能改造火星的大气层吗?

作者:未解之谜 世界之最 2020-05-15 11:07:47

  我相信能!

  火星是人类的未来,据科学家推测,地球在几十亿年后将会变成第二个金星,因此我们最终还是要移民火星。其实不用等到几十亿年后,我们的地球现在就已是污染严重、资源匮乏的一颗星球,科学家也在加紧筹划移民火星。

 

  但火星的大气层密度只有地球的1%不到,而且这稀薄的大气层有97%是CO2。表面干燥寒冷,平均温度只有零下55℃,水和二氧化碳都以冰冻的形式存在。这样的环境人类无法在上面生存。于是科学家制定了一套改造火星的方案,而改造大气层就是最首要的任务,因为有了适宜厚度的大气层也就留住了温度,有了温度,冰就自然融化了,这就变成了一颗人类宜居的星球。据探测,火星两极的冰有240多万km^3,如果融化后,足以让100亿的人口饮用。

  而要留住大气层,先要制造火星磁场,因为据天文观测,太阳风是吹散火星大气层的罪魁祸首,而磁场是抵抗太阳风最有效的盾牌,地球的大气层就是这样留住的。

  不过火星的磁场十分微弱,要怎样才能给它制造磁场呢?要火星像地球那样在地核内部制造磁场,那是太难。不过内部走不通,可以从外部着手。

  科学计划分三步走:

  据了解,科学家计划制造一种巨型磁伞撑在火星上空,让这个磁伞同步火星轨道,火星转到哪里,磁伞就撑到哪里,这样就能够阻挡太阳风的粒子流,保护了大气层不被吹跑。

 

  磁场的问题解决了,就可以放手制造大气层了。

  科学家计划在火星两极的冰盖附近建立千万座工厂,释放二氧化碳、四氟化碳等温室气体,让火星形成温室效应,提升温度,并最终达到融化火星冰盖的目的。如果火星上的冰都融化,可以覆盖表面5.6米深的水。这样让人类很期待的。

 

  这时有人会说,有了适宜温度,有了水,但没有适宜氧气含量啊!别急,接下来科学家就要在火星上制造氧气了。

  科学家计划将地球的蓝藻种到火星上去。蓝藻是一种生存力和繁殖力都很强的单细胞植物,具有良好的光合作用,能将二氧化碳转化成氧气释放出来,30多亿年前的地球能有充足的氧气,它就是肱股之臣。科学计划改良一下它的基因,就会在火星上遍地扎根了,继续成为改造火星的大功臣。

 

  蓝藻释放的氧气进入火星大气层后温度会上升,冰盖充分融化,慢慢形成海洋和接近地球的环境。

  火星上有了氧气和水源后,就可以种植作物、庄稼,饲养小动物、畜禽兽类,那时候火星就成了第二个地球,一个完美的生态圈建成了!

 

  美国宇航局为了让蓝藻改良火星大气层,在2014年就开启一个试验,预备发射一个装有蓝藻的钻头样的容器埋进火星有水的地表,传感器会将蓝藻的生长状态及释放氧气的数据传回宇航局。并且NASA已在模拟的火星样本进行了测试,结果达到了预期。

  如果这个计划能够实现,人类就多了一个家园,相信这个改造火星大气层的计划很快就会实施。

  如果人类想永久的,大规模的在火星上建立移民点,改造火星的大气层是必要的。火星上气候非常寒冷,温度低于地球的南北极,需要想办法加热。此外,还需要改变火星的大气成分。

  有一种猜想,在火星的表面,有可能存在大量的沉睡的火星微生物。虽然目前火星探测器还没有发现它们,但也不能完全否认它们。假设它们存在,它们必然是适应火星环境的,通过某种方法让它们在火星的重新流动的水中复活,将迅速改善火星的大气层。

  人类在地球上,呼吸的气体,氧气为21%,氮气为78%,这个比例是不能突破很多的。而在火星上,绝大多数的气体为二氧化碳,它的浓度高达95%。我们要做的,是把这些过剩的二氧化碳转变为氮气,同时提高氧气的比例。可以通过投放微生物到火星解冻后的新海洋来解决。研究表明,火星的表面岩层含有大量的氧气分子,还可以利用数量达数百万的核动力机器人,将这些氧气从岩层里面释放出来。此外,通过基因改造的火星植物,将遍布火星,这种植物可以以惊人的效率改变火星表面的气体结构。

  人类很有更绝的高招,就是通过基因工程来改造自身。火星上氧气比例很小,微乎其微,而人类需要21%。如果可以改造出新的火星人,只要10%的氧气就可以生存,则可以大大加快移民进程。这样,只需要将火星的气体成分改变一部分,就可以完成任务194。


  这几乎是不可能的,因为在一个星球上制造人造大气层,首先要看这颗星球的基本条件是不是合适,就是这个星球够不够大,如果星球够大的话,大气层不用制造就有了,因为质量够大的星球可以吸附空气,自动形成大气层。如果质量不够大,就是制造大气层也没用,星球的引力不够,吸不住空气,那么就是有空气也还是会跑掉。


  比如要想在月亮上制造像地球这样的大气层是不可能的,因为月亮质量太小,引力根本吸不了空气,就是放上空气也会跑掉。每次和孩子他妈办羞羞事都撑不很久,肾不太-好疲软无力,嗖索:叶智谈往事,定会给你带来些帮助,所以要想在一个星球上制造大气层,首先得把这个星球变大,要想制造像地球这样的大气层,就得把星球的质量变得和地球大小差不多才行。


  火星的质量比地球小得多,能吸住的空气有限,在这样的星球上制造像地球这样的大气层几乎是不可能的,即使给它输入空气也会被它散佚到太空里,那么在这种大气层条件下的火星也是难以创造出人类适合居住的生态环境的,因为气压太低,动植物都无法进行正常的呼吸作用,也就都无法生存了。所以这个问题是个“硬伤”,基本难以解决,除非把火星质量变大,但是这样的事情更难以完成。

  由此可见,火星并不适合人类进行大规模移民,只能在上面建立封闭性的科研基地,因为人类可以在小规模的科研基地中建造类似地球这样的大气和生态环境,使基地中的气压和地球相同,而其封闭性也能保温,在这样的小空间之中,生态环境和地球没什么大的区别,动植物和人类也就能在里面生存了。


  这也告诉我们,虽然宇宙中的行星很多,但在其他星球上制造大气层是不现实的,因为质量够大的行星都会有它的大气层,根本不用人类去制造,而质量小的行星却无法吸附更多的空气,要在它们上面制造像地球这样的大气层,只能增加它的质量,这可不是容易的事情。


  不过有些质量和地球差不多的行星其大气层中的空气成分却未必和地球上相同,所以也不是所有的和地球差不多的星球都适合人类去生存,比如我们经常提及的金星,它的大气层中二氧化碳含量非常多,因为二氧化碳相对其他空气成分比较重,所以金星表面的大气压就特别大,是地球海平面大气压的96倍。并且二氧化碳容易造成温室效应,所以金星上有几百度的高温,这样的星球当然不适合人类居住,不过科学家们认为可以改造金星的大气层,使之变成与地球的大气层成分相似,那么它的大气压就和地球差不多了,不过现在的人类还不具备这样的手段,等有了能改造金星大气层的手段之后,或许能把金星变成适合人类居住的星球了。


  在对火星大气层进行改造之前,我们先来一起看看火星大气的组成成分是什么。


  火星大气主要组成部分是二氧化碳,其体积混合比例占了95%,氮气为2.7%,氩为1.6%,二氧化碳的大气柱密度为80 m atm, 是地球大气层的20倍,

  请注意,地球形成早期时,也是有大量的二氧化碳,但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石,少部分溶入了海洋或被活着的植物消耗了。

  科学家们给出了火星大气改造的方法。


  首先是将火星变暖,水开始流动,水合反应将发生,进而产生硝酸盐并释放氮气,这将对植物生长起到很关键的作用。我们种植的植物越多,火星上就会有越多的氧气。而且,当水流过风化层,会把里面很多氧化物分解,释放氧气。在遍布火星的货色尘埃里有数量庞大的氧原子,这些尘埃的主要成分是铁氧化物。或者,先向火星引入细菌和原始植物来启动这个氧化工程,这也将为后期引入更高级的植物产生更多氧气创造基础条件。


  人类在地球上呼吸的是由21%的氧气和78%的氮气所组成的混合空气。空气中也有二氧化碳,但是含量非常少量。要将火星的大气完全改造成为地球上的样子,据目前的科学家预测,需要900年。按照现在科学技术的发展情况,人类本身也将会产生巨大的变化,说不一定,进行基因改造之后,人类会在不久的将来能够正常的在火星上生存。

  
 

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  改造火星也许在科幻小说里已经出现过无数次了,美国宇航局也在研究如何火星变成宜居的行星,前提就是提高火星表面的温度,让火星重新拥有一定厚度的大气层。之前有个说法是在火星两极丢核弹,这个方法可能是最快、最简单的方法,但是丢核弹的后果也是非常严重的,那就是彻底改变火星两极的地貌,而且丢核武器的方法虽然立刻有效,只不过无法长久让火星有良好的循环。


  同样,丢小行星也是类似的效果,能够让火星气温提高5华氏左右,但无法维持长久。而且一旦火星两极冰层没有了,而且火星还没有彻底实现宜居环境,那么这颗行星算是废掉了。改造火星的大气层的关键在于提高足够融化火星上的固态二氧化碳,启动火星的温室效应进程,之前有科学家提出给火星安装一面镜子,用来反射太阳光,这个方法估计是不行的,也没有如此巨大的镜面。


  造一面相当于250公里直径的镜子,那是非常困难的,国际空间站才上百米,要建造250公里的轨道建筑,那人类一定是非常高度发达的文明。还有人考虑利用火卫一和火卫二,将两颗小火星卫星掏空掉,变成土壤铺设到火星表面,这种方法也是不靠谱的。只有一种方法可能可行,就是让微生物去改造火星大气,可长久保持稳定,这就需要基因工程介入了,造出一种可以在火星上生存的微生物,改造火星大气。

  以为当今人类科技倾全地球之力有可能改造火星的方法如下:发射人造磁场,让磁场作用在能完全保护火星不受太阳风暴侵袭的轨道上,永远运行在太阳----磁场-----火星三点一线上,建议发射两个,一个备用或轮流使用,方便后期的维护和维修……再定点发射多颗临时的低轨道人造核动力太阳短时间内升高火星温度,让各种固态化的液体快速融化或者气化快速增加增厚火星大气层和流动性液体,在改造完成后或无需要时可以关闭或撤除人造太阳。如果火星内核还没完全冷却只是现在温度不足以支持火山再次爆发。那就大规模的钻地核爆,击活大量死火山,让火山喷发出各种气体补充增厚火星大气层,让火星产生类似地球大气压的初步温室效应。如果火星内核完全冷却了,各种大型和各种化学原料,如强硫酸盐酸等等,各种“蒸煮煎炸熬焖焗榨”火星表面,让其化成大面积气体(犹如全球性火山爆发的当量档次)让其产生相当地球大气压的初步温室效应。经过这一波初步改造,接下来就开始净化工程,大量投放各种净化大气的化学元素和各种适合当前火星生长的菌类或者植物。剩下的就是耐心等待这颗人类的新家园净化到可以适合人类入驻时候了…具体要改造多久,这得问科学家…

  这个要看火星土壤的水,酸碱度适合与否,如这些基本合格,加上有一定量二氧化碳,少量的氧,那就是天大的好事,先种低等植物,再低等生物,如能成活就好,改造二佰至三佰年,使其产生氧气,再种高等植物到动物,也许这样可改造。

  我们连地球大气都改造不了,还改造什么金星大气?为控制地球温室气体,各国都不能达成一致意见,人类这是要往死的方向发展。等南北极冰盖,高海拔冰山都融化完之后,河流、湖泊都干涸了,人类就等着死吧。容易做的都不做,偏要改造什么火星?

  可以,去火星上放个屁

  在2017年9月14日的中国科普日上,欧阳自远老师所说,火星是一个好的目的地,人类大概需要200年可以将火星改造成第二个地球。可你知道,人类为何要舍近求远,而不选择月球却偏偏忠爱火星呢?


  其实,尽管月球是离我们最近的星球,然而月球上几乎没有空气,昼夜温差大,不太适宜人类居住。另外太阳大概在四五十亿年后,会演变成一个红巨星,这时候地球肯定不适合人类的生存。所以我们必须为人类找到另一个适宜的家园,才能够延续人类。而火星便成为了人类移民的下一个根据地,这是为什么呢?


  因为,我们处在太阳系由内至外的第三颗行星地球上,如果要想成为一个跨星球的物种,我们能选择的目的地不多。临近的选项之一有金星,但金星有极高的大气压,是个超高压的酸液池,所以难度颇高,所以要移居金星十分困难。水星太靠近太阳,而木星和土星的卫星,例如木卫二欧罗巴或土卫六泰坦,距离太阳和我们较远,难以到达。由此一来,火星变成了人类唯一的安身之地!NASA计划在本世纪30年代分三步走将人类送上火星。


  第一步,国际空间站(ISS),国际空间站是唯一能进行长期微重力试验的平台,研发新的宇航员生命健康系统和先进的居住舱,以及其它降低地球依赖的所需技术。第二部,深空居住(Deep-Space Habitat),任何火星任务都将需要高度可靠的居住系统,以保证宇航员在深空环境长达1100天的的健康和工作安全。凭借国际空间站,NASA和我们国际与商业合作伙伴的经验,我们已经开始着手改进国际空间站的居住系统,以满足将来深空任务的需求。第三步,实现地球独立(Becoming Earth Independent),未来前往火星的先驱将要适应的是一个更陌生和危险的环境。我们需要新技术,改造当地的资源,将它们转化为水、燃料、空气和建材。


  2017年8月1日,在洛杉矶举办的的SIGGRAPH计算机图形学会议上,惠普火星计划正式启动,模拟第一批前往火星的人类。该计划集结了设计师、发明家、太空爱好者和专家们,一起探讨了移民到我们最邻近星球的可能性。惠普火星计划的参与者将共同为火星上的一百万新居民设计并建造一个城区。


  我们要远离地球,火星才是我们的家。小伙伴们,你说呢?

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