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網管 - 科學新知 | 2018-08-01 | 點閱數： 1230

TechNews科技新報   2018 年 07 月 31 日

多年來，從科幻小說到科學研究，人類都考慮了移民火星的可能性，許多火星殖民概念是「外星環境地球化」（ terraforming ），直接讓火星蛻變成第二個地球，而非額外建置生命維護系統。但現在一篇新論文表明，人類想以現有技術將火星「地球化」，既能不穿太空服、不帶氧氣罩行走還要有綠地，根本是天方夜譚。

論文作者為美國太空總署行星科學家 Bruce Jakosky 及北亞利桑那大學行星科學家 Christopher Edwards ，研究發表在《自然─天文學》期刊。

首先，為了讓火星擁有液態水及濃厚大氣，我們必須先提高火星的地表溫度與氣壓，一個方法是利用溫室氣體。雖然火星主要大氣組成成分就是二氧化碳，但太薄弱（火星大氣總質量 25 兆噸，地球有 5,148 兆噸），且火星大氣壓力不及地球 1%（火星表面平均氣壓 6 百帕，地球為 1,013 百帕），任何液態水都會馬上蒸發或凍結。

因此，我們必須釋放儲存在岩石和極地冰蓋中的溫室氣體到大氣層。

但 Bruce Jakosky 和 Christopher Edwards 利用過去 20 年來各種火星探測器的數據清點二氧化碳儲藏量，很快便發現難關：真正能動用的二氧化碳太少（以人類技術可以挖到的二氧化碳）。火星二氧化碳最容易獲得的來源是極地冰蓋乾冰，然而新分析表明，從冰蓋蒸發的二氧化碳只夠使火星壓力增加 1 倍，加上其他零零種種來源，也頂多增加火星大氣壓力 3 倍──都還不到地球大氣壓力 2%。

接著，研究人員計算二氧化碳含量釋放後發現也於事無補，因為火星升溫不到 10℃，但火星平均氣溫為零下 60℃，等冬天時更會下降到連大氣的二氧化碳都凝結成表面冰。

（ Source ：NASA）

SpaceX 執行長伊隆‧馬斯克（ Elon Musk ）青睞直接以核彈引爆二氧化碳儲層，但賓夕法尼亞州立大學地球科學家 Michael Mann 對此提出疑問，引爆核彈帶來大量灰塵微粒阻擋大部分陽光，更可能反使火星變冷而不是變暖。 Bruce Jakosky 和 Christopher Edwards 回覆《 Space.com 》表示，也許未來會找到某種可行的替代方法，但憑目前技術，釋放火星二氧化碳的想法只能以失敗告終。

有人提出引進其他氣體如氯氟烴、氟基化合物，但這些氣體壽命短，需要大規模製造技術，所以目前科學研究並未認真考慮這方法。

埋藏在火星地殼深處的含碳礦物能釋放足夠二氧化碳，使火星達到適合地球生物存活的大氣壓力，但這些沉積物的範圍仍未知，且採取現有技術鑽井需耗用大量能源。或者還有一個異想天開的想法，透過引導彗星、小行星撞擊火星來產生揮發氣體，不過研究人員計算後還是兩手一攤，這大概需要撞擊數以千顆的小天體才能使火星環境達標，太不切實際。

總而言之，所有結果都表明人類目前的技術無法讓火星地球化，甚至未來也可能遙不可及。 Bruce Jakosky 說，最好的辦法還是更努力保護地球吧。

（首圖為科學家對照早期與現今火星環境想像圖，來源：NASA）

新聞出處： https://technews.tw/2018/07/31/mars-terraforming-co2-martian-atmosphere-earth-like/