絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?

在太陽系的所有行星中,火星人類賦予瞭特殊的期待,科學傢們對這個星球的探索,總是和生命有關。火星因風化土中存在富含鐵的礦物質,而呈現出明亮的銹色,因此又常被科學傢們喚作“紅色星球”。眾所周知,對於生命而言,火星目前的自然條件並不友好,因此,如何改善火星的生命居住條件,也成為瞭這個探索星球的重要課題。科學傢們在一項新的研究中發現,可以通過在火星表面或上方放置二氧化矽絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?

絕緣氣凝膠如何在火星建造溫室

如何在火星建造溫室?關於絕緣氣凝膠的原理,科學傢們是這樣簡要描述的:像二氧化矽氣凝膠這樣的絕緣氣凝膠,可以讓火星的地面變暖,該溫度還足以融化這裡的水冰、並保持融化之後的狀態;與此同時,它還具有可以阻擋有害紫外線輻射的功能,這意味著植物和其他生命(需進行光合作用的生命)存活的環境很可能由此形成。在實驗室裡,科學傢們模擬瞭火星狀態,並將二氧化矽氣凝膠至於該狀態之中。在這個過程中,通過同量級的太陽能到達火星表面,並擊中材料發現,當氣凝膠層具有2到3厘米的時候,便可以讓火星的地面溫度提升50攝氏度,其地下全年達到幾米深度的冰層,這一溫度便足以融化,並且,周圍的任何物質都能夠免受有害輻射的傷害。

關於氣凝膠的放置,相對而言就比較簡單瞭,因為並不會對效果的基本物理產生太大的影響,可以將其直接置於火星的表面。由於從側面發出的熱量比例會減少,但仍然可以做到在溫室中較大幅度的實現升溫的目的,所以,將它擴散到更大的區域,或許還能讓固態溫室效應變得更加有效。在火星的北緯45度到南緯45度之間,這個巨大的中緯度帶有很多區域都具有豐富的近地表水冰,以及可以吹掉氣凝膠上的灰層,簡而言之,幾乎這裡的任何地方,都有足夠的陽光可以產生大量的變暖效應。並且,通過氣凝膠改善火星環境這樣的方式,本身就具有可嘗試性(可實現性)和拓展性(方法復制),其面臨的爭議應該比讓火星全球范圍內的地球化更少一些。

絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?
絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?

火星可地球化的原因及2種實現方法

通過之前人類對火星的瞭解來看,古代火星也和如今的地球一樣,非常適合很多生命居住,當時的片土地也以河流和海洋為特色。而這一切都在大約40億年前被改變,當全球磁場被剝奪之後,這裡的情況發生瞭巨變。火星曾經厚實的大氣層,被太陽的帶電粒子剝離,導致瞭不能保持太多熱量和紫外線輻射的結果。火星的表面也因此變得越來越幹燥寒冷,以至於其地下的含水層,成為瞭生命的唯一潛在住所。科學傢羅賓·華茲華斯表示,關於火星生活,或許將來也永遠無法實現某些東西,但我們也應該考慮在一個十進制時間尺度上盡力去實現,而不是放到幾個世紀以後,而這些想法的結果,隻取決於人類的決心和能力。

如何讓火星變得對生命更加友好,科學傢們關於這個主題的討論,大多都集中在恢復往日的大氣氣氛上,比如,通過蒸發大量的水冰和冷凍二氧化碳,但這樣的“地球化”方法實現起來卻是非常困難的,不僅需要耗費大量的時間,更需要昂貴的成本。而羅賓·華茲華斯這些研究的靈感,則來自於火星兩極二氧化碳冰帽中的黑點,因為這些斑點被認為是固態溫室效應所引起的變化,即半透明的雪和冰的內部在吸收陽光之後被加熱,陽光使得這些東西逐漸融化,而二氧化矽氣凝膠或許可以實現類似的效果。在地球上,二氧化矽氣凝膠被廣泛用作絕緣體;在寒冷的火星夜晚,這些東西的薄層也有助於保持火星探測器處於溫暖的狀態。

絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?
絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?

人類能否讓火星變得像地球一樣

長時間以來,火星被人類寄予瞭生命的希望,也有很多研究人員設計出瞭,通過火星的二氧化碳使火星變得適合居住的方法,從而讓這個星球的溫度升高、水流穩定的保持為液態,以及大氣變得厚重。從理論上來講,使用這些存在於火星的溫室氣體,的確可以改變其大氣層,讓火星變得和地球類似。但是有一個現實的問題就是,火星上的二氧化碳一般都存在於巖石和極地的冰蓋中,而這些加起來也隻能使火星的大氣壓力增加三倍左右,但它隻是使氣氛適應地球生物所需的二氧化碳的五十分之一,而這個紅色星球唯一能夠提供變暖的溫室氣體,也隻有二氧化碳。簡而言之,火星上並沒有足夠的二氧化碳,可以用來制造地球般的行星。

通過探測到的數據來看,目前火星上可接觸二氧化碳量,隻能使地表的溫度升高不到10攝氏度,而火星在冬季的時候,氣溫會下降到足以使大氣中的二氧化碳凝結成表面的冰。另外,哪怕火星上有更多的二氧化碳,也需要花費很多精力才能將這種氣體釋放到大氣層中,而其中的大部分氣體都很難進入。關於如何在火星上獲取和釋放二氧化碳,雖然已有許多的建議和理論化的方法,但實現起來都很困難。多年來,因為火星離地球較近(相對),所以它是人類相對“最容易到達的星球”,並且,它也是唯一可以描述為具有氣候的行星。當然,未來的技術很可能允許人類,以今天不可能的方式去改變火星,而不是將所有的精力都用在將火星變成地球2.0這件事上。

絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?
絕緣氣凝膠在火星建造溫室,人類能否讓它變得像地球一樣?

相关新闻