一层“气凝胶”就能让火星适宜居住,甚至让生命得以发展!

娱乐新闻 kimitang 2019-07-16 14 次浏览 0个评论

一直以来改造火星这颗红色星球以支持生命一直是科幻小说中的一个幻想。火星由于距离太远更远等原因现在太冷了,无法维持生命生存。火星大气层也太过于稀薄,不能保护生物免受宇宙辐射的伤害。但一项新研究表明,使用一英寸的“气凝胶”就可以改变局部条件。气凝胶是一种合成的超轻材料,由凝胶和气体取代液体成分制成。现在发表在《自然天文学》上的这篇研究称,这项技术可以在火星上产生适宜居住的区域。

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并有可能使生命在光合作用的作用下得以发展和繁荣,光合作用是植物将阳光转化为能量的过程。但这是真的吗?如果是这样,我们应该这么做?在大约36亿年前,当生命开始在地球上萌发时,火星上条件是适宜居住的。火星表面有水,蓝色天空有云,火山活动是水循环的一部分。从太空任务中了解到这一切,太空任务已经在火星表面发现了干涸的水渠。与此同时,机遇号和好奇号探测车通过发现富含水的矿物质,证明了这些特征是由水造成。

寒冷和干燥

火星地磁场在38亿年前也保护了火星免受有害的太空辐射。这是火星全球勘测者号发现的,它在较老的南部高地发现了地壳磁场。这些是一个古老的全球磁场的唯一遗迹,类似于现在地球的磁场。然而,这些适宜居住的条件在38亿年前发生了变化,磁场消失了。研究认为这是因为火星比地球更快地失去了它形成时所遗留下来的热量——这可能被形成火星上Hellas盆地的一次大碰撞所增强。数十亿年来,由于没有磁场的保护,火星大气层被扫到太空中去了。

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大部分水就这样流失了,有些流到了地下,变成了永久冻土和地下“湖泊”。据我们所知,火星表面现在不适宜生命生存。稀薄的二氧化碳大气,不到地球大气的1%,意味着地表条件包括来自太阳和银河系的有害辐射的高通量。地表环境也很冷:白天0-10℃,晚上降到-100℃以下。但是,火星上的生命也不是不可能曾经繁荣过,甚至今天也不可能存在。将于2020年发射的罗莎琳·富兰克林(Rosalind Franklin, ExoMars 2020)探测车,将在火星严酷的表面下钻探两米,寻找远古生命的迹象。

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这超出了“机遇号”和“好奇号”的5厘米钻头所能达到的极限,也为任何寻找生物标志物和生命迹象的计划提供了最佳机会。此外,国际样本返回任务有望带回美国宇航局2020年火星探测器储存的岩石。有了这些任务,我们也许能够回答一个古老的问题:人类是否在宇宙中是孤独的?火星本身,以及太阳系中其他主要天体生物目标,包括分别环绕木星和土星的木卫二和土卫二,应该保持它们的原始状态,直到我们回答了这个基本问题。

改造火星

通过引入大气温室效应使火星变暖来改变或“改造”火星的想法已经存在了很长时间。新的研究表明,火星上的碳储量不足以做到这一点,显然,目前这些想法都已破灭。但这项新研究提出了一种不同的方法——火星上较小区域可以被一层薄薄的气凝胶覆盖(2-3cm),通过锁住热量产生温室效应。通过实验室实验,研究人员表明,这可以将表面温度提高50℃。然后,研究人员利用火星的气候模型来证实,这种凝胶能够使火星下的水保持液态,深度可达数米。

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它还将通过吸收紫外线波长的辐射来防止有害的辐射,同时仍然允许足够的光进行光合作用。这意味着可以产生一个适宜居住的区域,甚至足以种植一些植物,为人类最终探索提供燃料。这个想法当然很有趣,而且根据实验,这个想法可能是可信的。但忽略了影响火星生命的另一个关键问题——宇宙辐射。二氧化硅气凝胶,由于其低密度,有时被称为“冻结烟雾”。但由于密度如此之低,比紫外线能量更高的宇宙辐射几乎可以毫发无损地穿过它。

保护自然火星

如果没有磁场保护,这种辐射就会像今天一样威胁到火星表面的任何生命。火星是地球的近邻,那里可能是生命起源的地方。而且,人为地改变环境将威胁到大自然的一项“实验”,这项实验已经进行了数十亿年,自地球形成以来,生命要么在进化,要么没有进化。科学家竭尽全力使罗莎琳德·富兰克林这样的火星探测器任务保持无菌,符合国际规则,这样就不会打扰任何过去甚至现在的生命。

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如果我们继续进行地球改造计划,并在以后的火星上发现活着的生物体,我们将很难知道这些是火星上的天然微生物,还是地球上的污染物在凝胶下茁壮成长。像这样的大规模实验将会对原始环境产生巨大影响,以至于我们现在还不应该这样做。至少在罗莎琳德·富兰克林和火星样本返回之前,现在最好不要碰火星,这样就能发现我们是否在宇宙中是唯一的。当科学研究完成,我们准备好了,气凝胶毯可能值得进一步研究。

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