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《宇宙大哉問》:改造火星需要什麼?我們能讓火星變得像地球一樣宜居嗎?

文:豪爾赫.陳(Jorge Cham)、宇宙樣宜丹尼爾.懷森(Daniel Whiteson)

我們能把火星變成地球嗎?

地球很棒,大哉得像地球對吧?它有令人難以置信的問改美景、美味的造火街頭美食和一流的學校。只要我們好好照顧它,星需星變人類應該可以在地球上舒適的什麼生活很長時間。不過,讓火地球是居嗎我們唯一可以居住的星球嗎?可惜的是,環顧我們的宇宙樣宜太陽系,沒有任何其他選擇具有相同的大哉得像地球豪華設施,甚至連最基本的問改居住條件,譬如合理溫度、造火可供呼吸的星需星變大氣層或地表液態水都沒有。

即使我們在某處發現了另一顆像地球一樣的什麼行星,除非我們發明曲速引擎或找到操縱蟲洞的讓火方法,否則到那裡也需要花費數十年、數百年或甚至數千年的時間。相反的,如果我們在離家更近的地方找到一個略欠修繕的房屋呢?我們可能不需要花費數十年時間擠在發臭的殖民船中,只需要花點力氣和上一層油漆,就可以搬過去住。

來吧!讓我們看看位在隔壁的行星:火星!它確實需要一點整修和更新衛浴設備,但真的潛力無限。它在三個最重要的評分項目中獲得非常高的分數:地段、地段、還是地段。

改造火星需要什麼?我們能讓火星變得像地球一樣美好嗎?

生活在火星上

當我們說「想讓火星適合居住」時,意思是我們希望它盡可能與地球相似。理論上,我們可以建造太空站住在裡面,出門的時候必須穿著尖端太空裝。我們甚至可以建造巨大的圓頂來封閉城市,並一直待在室內。但那會是怎樣的生活呢?

要真正把一個地方稱為家,我們希望能夠在綠色公園裡自由漫步,呼吸新鮮空氣,享受每一寸土地。我們不想穿太空裝去散步,也不想塗上防晒係數兩千的乳液來避免被宇宙輻射晒傷。

問題是火星並不完全處於適合居住的狀態。為了讓火星更像地球,我們需要改變它現在幾個不太適合居住的地方:

  • 表面沒有液態水。
  • 那裡很冷(想想南極洲,一年到頭都很冷)。
  • 沒有可呼吸的大氣層。
  • 表面受到有害宇宙射線的轟擊。

讓我們逐一解決這些問題。

水,無處不在

大家都知道,水與生命息息相關。據我們所知,不僅所有生命都需要水才能生存,而且我們認為生命始於水中。當我們環顧太陽系尋找外星生命的可能性時,我們首先要問的就是:液態水在哪裡?到目前為止,地球是太陽系中唯一一個在地表發現液態水的地方。我們想要的是:易於獲取的液態水,最好有美麗的湖泊和潺潺的溪流。

當然,由於水分子實際上在太陽系中並不罕見,所以關鍵字是「液態」。事實上,天王星和海王星又稱為「冰巨星」,因為它們有太多的固態水。穀神矮行星估計有一半是冰,小行星帶的很多岩石基本上都是巨大的髒雪球。事實上,科學家認為地球上大部分的水來自太陽系遙遠另一端。年輕熾熱的地球將大量原始水蒸發到太空中,但後來彗星和其他冰冷的太空岩石撞擊地球補充水分。沒錯,我們的海洋充滿了融化的宇宙雪球。下次你喝水時,請記住你正在享受一杯冰涼、清爽的融化彗星。

火星的地表肯定沒有任何海洋,但仍然有大量的地上冷凍水和地底深處液態水。火星就像地球一樣,南北兩極比赤道更冷,被許多冰層覆蓋。如果把那麼多的冰全部融化,火星就會被水覆蓋到三十公尺深,足夠未來生活在火星的人類飲用、游泳,並且建造主題公園滑水道。

如果我們想要在新家中擁有海洋和河流,只需將冰融化成水,並保持液態。但這很棘手,因為火星的表面極端寒冷,而且大氣層非常稀薄,任何露天液態水很可能會迅速凍結,或是在太空真空中沸騰成蒸氣。

好消息是,如果我們能找到方法來加熱火星,而且提供大氣層,那麼火星就可以擁有液態湖泊和海洋,並且離我們親愛的地球樣貌更近了一步。

使火星變溫暖

乍看之下,你可能會想像火星表面既溫暖又舒適。畢竟,火星閃耀著紅色光芒,而且看起來像沙漠一樣。但火星實際上很冷,紅色來自於土壤中的氧化鐵,平均溫度為攝氏負六十三度,比地球南極的溫度低得多。

如果我們想打開火星上的恆溫器並使它成為一個更舒適的居住地,我們需要考慮行星溫度是怎麼來的,主要由兩個基本因素決定:

一、從太陽獲得多少熱量。
二、保留了多少熱量。

太陽系中的大部分熱量來自太陽,因此行星獲得熱量的多寡取決於它在太陽系中的位置。行星離太陽愈近,得到的熱量就愈多。火星獲得了相當多熱量,這跟它是距離太陽第四近的行星有關,但是並沒有比地球多,因為地球更靠近太陽。

一種解決問題的可能方案是改變火星和太陽之間的距離。我們可以建造龐大到如同行星般大小的火箭,將它們綁在火星上,用來引導火星到更靠近太陽的軌道上。另一個較便宜但也較危險的想法是使用另一塊沉重的岩石做為重力拖船。如果我們能竊取一顆大型小行星並將它送入火星附近的軌道,重力效應可能會將火星拉向正確的方向。當然,前提是我們沒有將那顆小行星撞向地球。

如果這聽起來有點瘋狂,那麼也許我們應該考慮其他比較有希望的解決方案。例如,我們可以藉由幫助火星保留更多從太陽獲得的能量來提高火星溫度。行星不會穿蓬鬆的羽絨背心或派克大衣來保暖,但行星確實有大氣層。大氣層不僅適合呼吸,還能讓你欣賞美麗的落日;由於溫室效應,大氣層也可以像行星的夾克一樣,幫行星保暖。

當來自太陽的光照射到行星上,會加熱行星表面的岩石、山脈和所有物體。而東西變熱時,會發出紅外線。通常,這種能量會輻射到太空中然後消失。但是如果有大氣層,輻射就會被困在裡面。其中的關鍵就是大氣層含有二氧化碳(CO2)。


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