我们真的有能力改造火星环境吗？-浩瀚科普

很多科幻小说或者是科幻电影中都会提到人类改造火星的画面，将荒凉的火星打造成另外一个适合人类居住的地球，这对于人类来说是一个诱人的选择。那么为什么会有人想到改造火星环境呢？这主要是在几十亿年前，火星上确实有大片的海洋和湖泊，火星大气中也蕴含着丰富的水汽，那个时候的火星是一个温暖宜居的星球，可能比地球更适合生命的诞生。

但是火星终究没有成为生命的家园，现在的火星已经变成了一颗布满红色沙尘暴的冰冷星球，相比较地球而言，它更加远离太阳，温度更低，将这颗红色星球变成像地球一样的适合生命乃至人类居住似乎更具挑战性。

今天我们就来探讨下我们人类真的能够改造火星吗？

一个死的世界

虽然现在的火星看起来死气沉沉，表面上没有液态水存在，到处都是红色的沙土，空气非常稀薄，温度更是降低到零下50度。但是火星曾经也是一个温暖的星球，在数十亿年前，火星拥有厚厚的大气层，温度也在零上，这意味着其表面上可能有液态水形成的湖泊和海洋，虽然那个时候的太阳比现在更暗更弱。反而现在太阳变得更亮了，火星上的环境却变得死气沉沉，不再适合生命的存在。

可悲的是，这一切的变化其实从一开始就注定了，火星实在是太小了，它只有地球直径一半的大小，这意味着它的内核冷却速度更快，我们地球核心到现在都处于熔融状态，到处喷发的火山和地震带就是证明。熔融状态的核心中蕴含着丰富的铁元素，而核心在不断流动的过程中会产生强大的磁场，这些磁场为地球上大气和生命的存在提供坚实的保障基础，它能够偏转太阳风中的高能粒子，防止这些太阳风将地球大气层中的物质吹散到天空中。

而火星过小的内核意味着其冷却速度更快，当其核心凝固的时候，也意味着其早期的磁场消失了，原始火星大气层暴露在太阳风的肆虐下，只需要大约1亿年的时间，太阳风就剥离了绝大部分的火星大气，当火星大气慢慢消失的时候，大气压就会下降，火星表面上湖泊和海洋中的液态水沸腾了，最终这些水变成水蒸气飘散到空中，在太阳高能粒子的轰击下，分解成氢气和氧气，最终逃逸到太空中。慢慢的，火星上的大气和水都消失了，慢慢的，火星上的气候越来越干燥，温度越来越低，最终就变成了现在这样一副死气沉沉的样子。

未来改造火星环境的方法

值得庆幸的是（或者不幸的是，取决于你的观点），我们人类在使行星变暖方面有很多经验。不知不觉中，通过我们几个世纪以来的碳排放，我们通过一个简单的温室效应机制提高了地球的表面温度。我们排出了大量二氧化碳，这对于让阳光进入并防止热辐射逸出非常有用，因此它就像一个巨大的无形罩子包裹着地球。

增加的热量使得水分离开海洋并在大气中以水蒸气的形式四处游荡，这增加了大气的质量，并促进大气温度的升高，从而能够蒸发更多的水，这些都使地球更加温暖。

如果这种增加温室气体使得气候变暖的方法适用于地球，也许它也能适用于火星。虽然现在火星上并没有湖泊和海洋的存在，之前的大气和水分已经永远的消失在太空中了，但是在火星的极地和地下依然存在着大量的水冰和冰冻二氧化碳沉积物。

如果我们能以某种方式加热这些水冰和二氧化碳沉积物，这可能会向火星大气中释放二氧化碳和水蒸气，从而引发温室效应并促使火星气候变暖。我们需要做的就是放松一下，观察并等待几个世纪，等待物理学发挥作用并将火星变成一个适合我们生活的地方。

不幸的是，这个简单的想法可能行不通。

火星两极地区的水冰和冰冻二氧化碳，可以采用太空反射镜的方式将阳光反射到这些区域，从而将冰冻的水冰和二氧化碳融化，释放到火星大气中，这需要一个巨大的反射镜。要想在天空中建设一个足以融化火星两极冰冻物的阳光反射镜，大约需要200000吨铝，而到目前位置，人类还没有能够实现在太空中冶金，这对于人类目前的建造能力几乎是不可能完成的任务。

我们假设在未来，人类已经能够很好的在太空开采矿石，能够在太空冶金和建造设备了，并成功建造了一个符合要求的太空反射镜。

但是我们悲哀的发现火星上几乎没有足够的二氧化碳来引发气候变暖。火星大气中的二氧化碳含量虽然很高，但是火星大气压还不足地球大气压的1%，而火星两极地区的冰冻二氧化碳和水冰的数量其实并不多，就算是将火星上每一个二氧化碳分子和水分子都释放到大气中，只能够将火星大气压提升到地球大气压的2%。

如果你不想自己皮肤上的汗水和油脂在火星上沸腾，那么你还需要至少两倍的火星空气含量；而如果你想不穿着压力服就能够在火星上蹦蹦跳跳的生活，那你还需要至少10倍的火星大气。

这些额外的二氧化碳和水分子，在火星上都是无法获得的，再过去的几十亿年里，原本丰富的二氧化碳和水都已经逃逸到太空中了，现在剩余的这些残渣无法支撑起足够多的火星大气。

当然，更不要说人体呼吸必须的氧气了。

为了解决温室气体缺乏的问题，有一些激进的方案是：让工厂专门生存氯氟烃，这是一种非常有害的温室气体，温室效应很明显。或者我们也能够将一些富含氨的彗星推入到火星上，氨本身是一种很好的温室气体，同时它最终可以分解成无害的氮，而氮气是地球大气的主要组成部分。同时彗星中还有大量的水冰存在，意味着也会增加火星大气中的水分子含量。

假如我们真的可以通过这些方式来使得火星大气浓度上升到人类可以生存的程度，却还面临着一个终极问题：缺乏磁场。

除非我们用一个保护罩将火星包裹起来，要不然我们投放到火星上的不管是彗星，还是氯氟烃，这些物质分子最终都会被太阳风吹走。