火星如何地球化? 火星千年地球化

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火星如何地球化?火星千年地球化

把火星在千年之间变成地球化怎么做?人类怎么做?

火星变地球第三步:建花园

据《大众科学》报道,科学家提出了一项宏伟的计划:只需采用五个步骤,用1000年时间,就可以使火星这颗“红色星球”变成拥有青山绿水的另一个地球。

“火星社会”是美国一个非盈利性慈善组织,支持前往火星的载人飞行,致力于在火星上建设一些拱形建筑,从而将其改造成地球的殖民地。这种想法似乎有些哗众取宠,为什么当地球上出现类似战争、禽流感、艾滋病和全球变暖时不想着如何解决地球上的问题,却非要在火星上建造新的家园呢?对那些改造火星的热衷者来说,地球上这些显而易见的灾祸成为他们放弃解决问题,一心只想改造火星的重要原因。

“火星社会”的创办人罗伯特·朱布林(Robert Zubrin)博士指出,当年哥伦布提出横渡大西洋时不是也遭到了许多人的阻挠吗?但是请注意,朱布林不是一名水手,他是一名科学家。通过计算,他预言只要再过1000年,人类就可以在火星上制造出氧气,将其改造成适合人类生活的星球。与其他科学家长达2万年或者10万年的预言相比,朱布林似乎像在行星之间散播骗人的万灵药,但毋庸置疑的是,他提出的“外星环境地球化”(terraforming)的方案还是得到了很多人的认可。

步骤一:切中“外星环境地球化”的要害

根据朱布林的理论,火星殖民地化将分为三步走,第一步是勘测,这个我们已经开始进行了,但还需载人飞船登陆火星,以揭开火星矿物质、冰层沉淀物和适宜生活环境之谜;接下来,将修建火星基地;最后,将火星建设成一块自给自足的殖民地。

现在,是开始“外星环境地球化”的时候了。我们假定2150年实施火星地球化工程。要将火星地球化,首先要使火星升温,朱布林将其描述为“用温室效应恢复火星温暖”,他提出了三套行星升温方案。评论家们经过仔细分析,认为前两种方案基本无效,第三种虽然介绍的比较粗略,但还是可以实行的。

方案A:环火星轨道巨大反光镜。火星赤道有些地方温度已经达到了32华氏度,但是要想实现永久解冻,火星外层大气还应该被“加热”到104华氏度。朱布林提出的第一种升温催化剂是一面巨大的镜子。在环火星轨道(轨道高度为132,973英里)中建造一面直径达77英里(足够覆盖1/3的长岛)的反光镜,通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上,使那里的冰融化,释放出大量气态二氧化碳。这些二氧化碳将大大增加火星大气层的密度,并造成明显的温室效应,使火星变暖。

方案B:小行星撞击,氨水造成升温。小行星本质上就是冻结的温室气体,如果人类能够指引一个直径1.6英里的小行星撞向火星的话,碰撞产生的能量足以融化一万亿吨水,并且碰撞产生的氨水可使火星气温上升37华氏度。朱布林认为40次这种碰撞造成的影响就可将火星改造得适合人类生存。

然而,控制小行星又谈何容易?打个比方,18匹马拉的车正从冰山上飞驰而下,请控制不要让马车伤害到山角下玩耍的孩童,显然这非常困难,而控制小行星比这个还要困难得多。4个核火箭耗尽全力应该可以将小行星推上碰撞轨道,但这一过程相当耗时:从火箭发射到产生碰撞需花费30年的时间(用10年对火箭进行制导,在接下来的20年时间里,火箭进入轨道,直到碰撞)。并且如果火星上有生命的话,小行星撞击火星之时将是火星居民的末日,大家应该还记得恐龙是怎么从地球上消亡的吧。

方案C:向地球学习,全球变暖。以地球为例,让一个行星升温的最好办法莫过于使用“超级温室气体”了。科学家表示,使地球气温升高并引起一系列气候灾难的温室气体可能用来改造火星的环境,使其适于生命居住。经过分析讨论,朱布林和其它科学家一致认为四氟化碳(CF4)是这项工作的“最佳人选”。地球温室效应的经验还告诉我们,工厂是温室气体的供应大户。所以,朱布林提出,在火星上建造一些特殊的化工厂,这些工厂能够源源不断的生产出CF4。如果每小时排放1,000吨“超级温室效应气体”的话,30年的时间,火星温度就可升高50华氏度。要完成这项宏伟工程,需要5,000兆瓦特的能量,这些能量可能由5个核工厂提供,而这些核工厂自身则必须依靠太阳能工作。

步骤二:解放火星土壤中的气体

最起码30亿年前,火星表面被厚厚的二氧化碳大气所覆盖。现在,虽然残余大量的二氧化碳已经被土壤吸收起来,但只要气候变暖,这些二氧化碳将重获自由。换句话说,火星现在气候又冷又烦人,将气体都吸到土壤里去了,但是“加热”火星的话将迎来一个“二氧化碳行星盛宴”。

为了保证在1000年内完成任务,朱布林说:“火星土壤中解放出来的额外气体将在20年的时间里使气温上升10华氏度,然后一些冰得到融化,水份蒸发,火星气候得到初步改善。”综合考虑这些情况,计算得出,从2150年火星地球化工程开始到2200年短短的50年间,将完成10%二氧化碳的恢复量。

步骤三:“火星花园”开业

2250年,火星地球化工程100周年的时候,第一个四氟化碳生产厂将正式开业,那时火星大气浓度将达到地球的1/5:大约21%的大气中,将含有20%的二氧化碳。届时,火星居民将能够脱掉太空服在火星上行走(虽然仍需要氧气瓶)。这不仅会迎来行星间首次时装秀,而且那时的火星气候将允许种植花草树木、飞机起飞和建造圆顶(这将使氧气管理更为有效)城市。

一旦火星赤道表面温度保持不低于32华氏度,火星上就会有液态水,同时也预示着“火星花园”可以开业了。但是,朱布林提出警告:“一开始肯定不能种植枫树,要先从能光合作用的细菌和地衣养植起。”

步骤四:收获的季节

虽然成长中的植物开始将二氧化碳转化为美味可口的氧气,但是存在一个速度问题:如果像地球上那样处理死亡植物的话,腐烂时将会释放更多的二氧化碳,这将减缓二氧化碳的转化过程。朱布林认为应该为火星居民找到一个解决办法,小心处理死亡的植物,避免二氧化碳的泄漏。

遗传工程学也将在火星改造过程中一展身手。朱布林希望能够用遗传工程学的方法,培育出具有超级氧气生产能力的植物变种,这样就可以制造更多的氧气了。

步骤五:等上1000年

一切看起来似乎很简单:50年改造大气,50年火星漫步,但是要制造足够火星殖民者呼吸的氧气还要耐心等上1000年。这1000年中,火星居民将不停地耕种和收获,扮演着“大自然的力量”,加速二氧化碳转化氧气的速度,以尽快制造出能让人类直接呼吸的大气。

如何改变火星的环境使其更地球化

这是我从一篇文章中摘录的

科学家提出的新方案:五步走,火星变地球.

科学家提出了一项宏伟的计划:只需要采用五个步骤,用1000年的时间,就可以使火星这颗“红色星球”变成拥有青山绿水的另一个地球.

步骤一:切中“外星环境地球化”得要害.据朱步林的理论,火星殖民地化将分为三步走,第一步是勘测,这个我们已经开始进行了,但还需要载人飞船登陆火星,以揭开火星矿物质冰层沉淀物和适宜生活环境之谜;接下来,将修建火星基地;最后,将火星建设成一块自给自足的殖民地.

现在,是开始外星环境地球化的时候了.我们假定2150年实施火星地球化工程.要将火星地球化,首先要使火星升温,朱步林将其描述为用“温室效应恢复火星温暖”,他提出了三套行星升温方案,朱评论专家们经过仔细分析,认为前两种方案基本无效,第三种虽然介绍粗略,但还是可以实行的.

步骤二:解放火星土壤种的气体

最起码30亿年前,火星表面被厚厚的二氧化碳大气所覆盖.现在,虽然残存余大量的二氧化碳已经被土壤吸收起来,但只要气候变暖,这些二氧化碳将重获自由.换句话说,火星现在气候又冷又烦人,将气体都吸收到土壤里去了,但是“加热”火星的话将迎来一个“二氧化碳盛宴”.

为了保证在1000年内完成任务,朱步林说火星土壤中解放出来的额外气体将在20年的时间里使气温上升10华氏度,然后一些冰将得到融化,水分蒸发.火星气候得到初步改善.综合考虑这些情况,计算得出,从2150年火星地球化工程开始到2200年短短的50年间,将完成10%二氧化碳的恢复量.

步骤三:“火星花园”开业

2250年,火星地球化工程100周年的时候.第一个四氟化碳生产厂将正式开业,那时火星大气浓度将达到地球的1/5:大约21@的大气中.将含有20%的二氧化碳.届时,火星居民将能够脱掉太空服在火星上行走(虽然仍需要氧气瓶).这不仅会迎来行星间首次时装秀,而且那是的火星气候 将允许种植花草树木、飞机起飞和建造圈顶(这将使氧气管理更为有效)城市.

一旦火星赤道表面温度保持不低于32华氏度,火星上就会有液态水,同时也预示着“火星花园”可以开业了.但是,朱步林提出警告∶“一开始肯定不能种植枫树,要先从光合作用的细菌和地衣养殖起.”

步骤四:收获的季节

虽然成长中的植物开始将二氧化碳转化为美味可口的氧气,但是存在一个速度问题;如果像地球那样处理死亡植物的话,腐烂是将会释放更多的二氧化碳 ,这将减缓二氧化碳的转化过程.朱步林认为应该为火星居民找到一个解决办法,小心处理死亡的植物,避免二氧化碳的泄露.

遗传工程学也将在火星改造过程中一展身手.朱步林希望能够用遗传工程学的方法,培育出具有超级氧气生产能力的植物变种,这样说就可以制造跟多的氧气了.

步骤五:等上1000年

一切看起来似乎很简单:50年改造大气,50年火星漫步,但是要制造足够火星殖民者呼吸的氧气还要耐心登上1000年.这1000年中,火星居民将不停地耕种和收获,扮演着“大自然的力量”,加速二氧化碳转变成氧气的速度,以尽快制造出能让人类直接呼吸的大气.

让火星“类地行星地球化”有什么切合实际的方法呢?

其实,很多人,包括科学家和科幻作家严重低估了火星地球化的规模。所以,目前可以想到的方法,实际上都不那么实际,至少在经济上还不如建造大型太空城市或者在火星建造地下城。

以人类的体温,大约在6.3KPa的气压下血液就会沸腾,而火星上的气压大约只有0.6KPa,要想能住人,最少大概需要达到50~60KPa的气压,也就是现有火星大气的100倍左右,总质量大约2000万亿吨。那么为了再造大气层,有以下几种办法:

1、融化火星两极的干冰,但这些干冰大约只能让火星大气增加一倍,离100倍还远着呢。

2、把彗星体推入火星大气,但哈雷彗星大约也只有3000亿吨,而且其中大部分是水,可以形成大气的部分大约只有10~15%。所以大约需要5万颗哈雷彗星才能满足重建火星大气层的需要。这样的彗星只能从奥尔特云里面找,移动过来光是路上的时间就超过300年。移动一颗彗星需要消耗的能量超过目前世界一百年的发电量。

火星轨道上的太阳光照强度大约只有地球的一半,因此如果我们需要用一个反光镜让火星上的阳光达到地球的程度,那么这个反光镜就应该和火星差不多一样大,想象一下直径6000多公里的反光镜。或者40万个直径10公里的反光镜?其实如果人类有了那种技术,直接制造一个人造太阳还要简单得多。能够照亮一个火星的人造太阳功率大约2e+16w(2亿亿瓦),如果通过分解水得到的氢气来核聚变,大概每年消耗800万吨的水。一颗哈雷彗星可以烧3万年,对于一个可以移动5万颗哈雷彗星的文明来说真不算什么。

火星上没有海洋,但这不是问题,彗星体绝大部分是水,如果我们给火星制造一个大气层,那么就会顺便为它制造一个足够大的海洋。然而问题是:以地球上生物圈氧气产生的速度,要让火星大气能够达到满足人类呼吸的含氧量,需要一万多年,如果考虑到火星比地球小,而且阳光比地球弱,而且还有其它的氧化消耗,那么五到十万年都是正常。同时浓度过高的氧气和二氧化碳都会造成人类等高等动物中毒,这就要求火星大气中含有大量氮气。彗星体能够带来大量的氨,但是通过生物过程要将氮化物分解得到足够的氮气需要几百万年。除非我们直接用化工方法制造几千万亿吨的氧气和氮气。

火星没有磁场不要紧,只要大气层够厚就足以抵抗宇宙辐射,地球每隔70~130万年磁场就会消失一次,也没有什么影响。火星大气的逃逸速度很快,但这种很快是以亿年计的,只要每隔几千年定期将彗星体投入火星大气就可以了。

然而,即使我们人类具备了改造火星的能力,从经济上说也是不值得的。火星比地球小很多,因此能够容纳的人口就会少很多。加上它引力也比地球小很多,因此对人体的生理机能并不友好。星际运输周期长,成本高,火星经济很大程度上需要自己自足,但是它在经济上也不可能发达到地球的程度。自然条件加上经济条件,决定了火星的生活环境会比地球差很多,基本上会成为地球人类的穷人聚居区,就好像现在的有钱人也不会愿意在南极洲或者撒哈拉长期定居的。

火星环境地球化,假如人类可以在火星生活会怎样

假如人类可以在火星生活,那当然很好。因为地球都快挤不下了。

人类会想尽一切办法,寻找一切可以利用的交通工具,前仆后继地往火星上搬迁。当然也要选择离地球最近的时候。15年前,2003年的8月27日火星与地球的距离仅为约5576万公里,是6万年来最近的一次。不过,人类也有很多贪婪者和好战分子,也可能为争夺火星的居住地而爆发战争,甚至一不小心,就把这个可怜的火星弄碎了。