

回想一道你熟悉的菜肴,一道在你脑海中根深蒂固的烹饪秘诀,让你在辛苦工作一天后,不必多想就能轻松完成。你把碗碟和锅具摆在台面上,烤箱也已预热,但是……糟糕。你发现缺少了其中一个关键食材,而最近的商店远在数千万英里之外。是时候启动 B 计划了吗?
对于那些梦想着利用当地温室气体改造火星的人来说,这可能就是他们会遇到的情况——拥有一个详细的计划,但却缺乏足够的原材料来使其实现。今天发表在《自然·天文学》上的一篇论文发现,火星上的二氧化碳可能不足以将这颗红色星球变成第二个蓝色星球。
未来改造火星并非板上钉钉——关于改变另一个星球以适应我们人类的生存,一直存在着长期的伦理担忧——但鉴于改造火星在流行文化中的受欢迎程度,以及当前(尽管进展缓慢)向火星派遣人类的推动,对改造火星问题的研究仍在继续。
一种流行的改造火星的想法是利用全球变暖来加热另一个星球。这个想法是,向火星大气中释放温室气体将捕获太阳的热量,融化地下的冰和二氧化碳储存,并创造一个类似地球的大气层。
但这依赖于是否存在足够多的被困在冰层储存和岩石中的二氧化碳,以便在释放到空气中时能产生显著的影响。而这篇新论文声称,火星上的二氧化碳根本不足以对这个星球产生巨大的改变。
利用当前火星探测任务收集的数据,包括MAVEN(火星大气和挥发物演化探测器,于2013年发射),研究人员得以对火星二氧化碳可能藏匿的位置进行基本统计。
“火星上的一个科学问题是,二氧化碳去了哪里,水又去了哪里?”科罗拉多大学地质学家、该论文的首席作者布鲁斯·贾科斯基说道。“这其中一个推论是基本问题:星球上还剩下多少二氧化碳,以及你是否能将其转移到大气中?”
行星科学家认为,火星大气曾经比现在浓厚得多,这表明它的天空中曾经有过更多的二氧化碳。地球和金星仍然拥有充足的二氧化碳。在金星上,气体主要存在于大气中。在地球上,一部分存在于大气中,一部分则被锁定在称为碳酸盐的岩石和矿物质中。在火星上,一部分被冻结在两极,一部分被锁定在岩石和沉积物中,还有更多则已经散逸到太空中。
由于火星目前的大气比地球稀薄得多,我们需要向大气中添加大量的气体,才能达到能够支持地表液态水的压力水平——贾科斯基说,你需要大约一巴(大气压单位)的二氧化碳才能使行星变暖。(其他人认为改造火星的努力可以用较低的大气压力来完成)。但是,即使我们融化了极地的二氧化碳储存,我们仍然远远不够,只能为行星大气增加大约6毫巴。
岩石和沉积物中还有更多的二氧化碳,但以我们目前的采矿方法来说,几乎无法获取。贾科斯基和他的合著者克里斯托弗·爱德华兹在论文中说,要提取足够的二氧化碳,可能需要相当于大规模露天开采作业,其规模可能覆盖该星球的整个区域。以当今的技术来看,前景并不乐观。
“我们仍然可以改造火星。我们可以制造高效的温室气体,如氯氟烃,它们会使行星变暖,但这需要一个更先进的制造系统,远远超出我们目前的能力,”贾科斯基说。“所以如果我们真的要做,那将是遥远的未来。”
这篇新论文完全基于现有数据,但我们每天都在不断了解更多关于火星的信息,贾科斯基说,未来几年可能会带来更多有趣的结果。“这是我们今天的最佳猜测,但随着我们获得更多信息,它可能会演变。我们确实希望看到更多的任务,特别是我们希望看到样本返回。”
欧洲空间局的痕量气体轨道器目前正在火星上,收集有关该行星的更多信息。而美国宇航局的火星2020号火星车可能为最终的样本返回任务奠定基础,该任务可以为地球上的科学家提供直接来自火星土壤和大气样本。
但是,即使未来的任务带来了更乐观的数据,或者我们取得了能让我们改变另一个世界的科技飞跃(抱歉杰夫·高布伦),在问“是否**可以**做到”的同时,也值得花点时间问问“是否**应该**这样做”。
“我很难理解为什么我们要改造火星,”贾科斯基说。“我知道很多人在鼓吹这个想法,认为这是以防万一我们搞砸了地球的‘安全阀’,但我认为,保持地球的良好状态要比改变火星的气候容易得多。”