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要在火星上种土豆,可以这样改造火星?

发布时间:2019-11-28 16:00:13 来源:粤港澳生活网综合 责任编辑:李雨晴

  撰文 | Caleb A. Scharftt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  翻译 | 费哲妮tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  审校 | 潘燕婷tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  不久前,《自然·天文学》上发表了一篇有趣的文章。文章中报告了一项由Wordsworth、Kerber和Cockell进行的调查研究,即如果在火星表面覆盖一层两到三厘米的硅气凝胶会怎么样?tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  这项工作以及地球上的火星改造实验和火星数学建模,其背后的动机都是,探究是否其他改造火星的方法,使它像地球一样更适合生命居住。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  想要居住在火星上的生物会面临着许多挑战:火星大气非常稀薄,主要由二氧化碳组成,所以照射到火星表面的太阳紫外辐射足以摧毁任何生物分子。同时,火星表面十分干燥,虽然火星浅表层有大量的水存在,但大部分都处于冰冻状态。火星的类土风化层含有很多高腐蚀性的化学混合物,包括像高氯酸铵(易发生爆炸反应,在地球上有时被用作火箭的固体燃料)等物质。另外火星很冷,尤其是在晚上和冬季。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  从原则上来说,传统的火星改造理论认为,如果能加厚火星的大气,就能解决许多难题。一种选择是,把火星两极下冰冻的二氧化碳释放出来。但由于这项工程过于庞大,不太符合实际。另外,还有许多人对此存在质疑:我们是否应该仅因为自己的想法,就去改变原始的自然环境(而火星上是否存在有机生命,也还未被证实)。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  在研究中,Wordsworth等人提出了一种替代途径:局部火星“农场”方式。构建这种农场的基础材料是硅气凝胶(Silica aerogel),它的密度极低且呈多孔状。由于硅气凝胶较容易吸收红外辐射(但不导热),而不太易吸收可见光和短波长光,因此能产生一种固态温室效应。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  如果在火星多冰的风化层上(两极区域)放置这些硅气凝胶,在十年内,固态温室效应就能使地表至地下很多米深的冰层都融化。这些区域中的温度会升高,在一年中的大部分时间都将会存在液态水。凝胶中的硅还能够挡住大部分有害的紫外线,但仍有光能照到地表,因此在这种环境中,可进行光合作用的微生物就能开始生存了。尤其是当硅气凝胶密闭性更好时,其下方的大气压强略高,更有利于这些生命存在。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  当然,陆生生物(或地球的土著生物)是否能生存并繁衍起来还是个未知数。但对火星的营养供应是必须的,并且硅气凝胶必须达到通过工业生产的规模。研究人员还指出,地球上微小的水生硅藻是很好的“硅工程师”,它们能产生非晶体硅粒子。也许我们可以通过合成生物学来建造覆盖火星表面的温室。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  也许这项研究最有趣的地方在于,在一定意义上,它将如何改造火星转化为建造火星“农场”。这种方法不仅将对火星状态的影响降到了最低,同时充分利用了火星的自然资源。确实,如果能保持火星大部分区域处于自然荒凉的状态,也许能显著减少发生灾难性生态变化的可能性。而最后,利用火星被硅气凝胶覆盖的区域来种植作物,总比建造巨大的生物圈帐篷和投入大量的基础设施更实惠。tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  原文链接:tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  https://blogs.scientificamerican.com/life-unbounded/aerogel-mars/tt3粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

责任编辑: 李雨晴

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