火星改造方案出炉，几个月内，让整个火星表面升温 30℃

本文来自微信公众号：SF 中文（ID：kexuejiaodian），作者：SF

火星离地球很近，具备成为人类未来宜居地的潜质。但是目前火星的一大不足是温度太低了，为此科学家想出来不少给火星升温的方法。最近科学家提出的“就地取材”用火星材料制造气溶胶的方法，可能比以往的设想都更高效。

1/3 的火星表面都赋存有浅层水，但是现在火星的表面太冷了，并不适合生存。科学家曾提出过利用温室气体给火星升温，但其实在地球上多到让我们颇为头疼的温室气体，在火星上并不常见。

近日，发表于《科学・进展》（Science Advances）的一篇文章显示，来自美国西北大学、芝加哥大学和中佛罗里达大学的科学家，找到了一种更具可行性方法，可以让火星表面的温度“飙升”。

1、受火星尘埃的启发

根据“好奇号”火星车的探测结果，我们知道，火星尘埃是由火星表面富含铁和铝的矿物风化形成的。这些尘埃非常细小，有效半径只有大约 1.5 微米，会被抛到离火星表面 15～25 千米高的高空中，有时候甚至能出现在 60 千米以上的高空。在火星的白天里，这些尘埃构成的气溶胶可以降低火星表面的温度。

这样看来，火星尘埃并不适合保温。但在这项研究中，科学家以火星尘埃为原型进行了特殊的设计，制造出了一些 9 微米长的导电纳米棒。这些纳米棒的长宽比约为 60:1，材料主要为铝和铁。计算结果显示，这些纳米棒的热红外散射是近各向同性的，这有利于材料表面升温。

另外，模拟实验显示，这些纳米棒如果在火星大气沉降，速度只有天然火星尘埃 1/10 不到。这意味着，相对于天然火星尘埃，这些纳米颗粒更容易被抛洒到高空中，并且可以在火星大气中停留更久，平均可达 10 年。

如果在未来，我们能在火星表面制造密度为 160mg / m² 的铝纳米棒，或许能在火星夏季的时候，让许多存在浅层水资源（目前是以冰层的形式存在）的地方出现液态水。

为此，我们需要以每秒 30 升的速度向火星大气持续释放由这种纳米颗粒制成的气溶胶。模拟结果显示，这样可以在几个月内，让整个火星表面升温 30℃，到达约-50℃—— 在这个温度中，许多微生物要存活下来就不是问题了。

虽然我们仍需要制造数百万吨的气溶胶，但相较此前利用碳或硫的氟化物等温室气体给火星升温的方法，新方法的升温效率高出了 5000 倍。

在火星上创造一个宜居的环境，最终的愿景是希望火星上能出现生命。如果可以在火星表明建立一个光合生物圈，也许在合成生物学的帮助下，人类未来可以去火星繁衍生息。

但是，如果火星的岩层中含有对地球生命有毒且不可补救的物质，那么地球生命可能无法从火星升温中获得好处。

另外，如果现在火星上就存在生命，我们还需要考虑这种利用纳米颗粒给火星升温的方法会不会威胁到这些生命。

给火星升温可以让火星上固态的水资源，变成生命更容易获取的液态水，但同时，温度升高会加大水分的蒸发量。因此，我们还需要在实行升温计划的同时，监测在火星地下，赋存在孔隙中的水资源（包括冰和液态水），在升温过程中是否大量被气体取代。

再考虑降水等因素，我们需要评估为了升高温度而让火星丧失了那么多的水分，是否值得。

参考文献：