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让火星再次伟大

如何在100年内将室温火星地球化。

火星目前居住在估计的100万微米。他们涂抹了表面,挤满了我们的机器人着陆器的内在......通过克里斯托弗P. Mckay

MARS目前居住在估计的100万微米。他们涂抹了表面,挤满了我们机器人着陆器的内在的纪念,这是一个国际政策需要清洁,但没有完全灭菌。虫子是休眠,但可行的。如果火星加热,水再次开始流动,这些微生物会恢复和繁殖。它是在我们的力量之中发生这种情况。

在科幻小说中,赤裸地制作贫瘠世界的概念是普遍的生活 - 在科幻小说中得到了很好的发展。该术语首先用于1942年发布的科学小说故事。它意味着创建地球副本,这不一定是目标,而是抓住这个词。(它肯定比“Ecopoiesis”或“行星生态合成”的建议替代方案更令人敬畏。)在90年代的屡获殊荣的科幻小说Trilogy(Kim Stanley Robinson),红色火星,绿色火星, 和蓝色火星以地球改造的科学和伦理为中心。但改造地球不再只是科幻小说。

肥沃的土壤:美国宇航局的“好奇号”火星探测器在盖尔陨石坑的沙子、灰尘和岩石中发现了生物必需的氮化合物。 美国国家航空航天局/姓名/ mss

在我的整个职业生涯中,我一直对地球改造着迷。我觉得,在自然世界中,我们可以在生命现象中找到意义和价值。此外,我们人类有能力通过促进宇宙生命的丰富和多样性来扩大这种价值。这始于对地球生命的管理。但由于人类独特的能力,我们可以设想将生命扩展到地球之外。火星是对我们的动机和能力的第一个真正的考验。

在太阳系的所有其他星球中,只有火星有可能被地球化。我们对这颗行星的研究表明,它在过去是宜居的,所以它应该具备恢复昔日荣光的所有要素。主要的挑战是使地球变暖。地球变暖是一项我们人类都非常擅长的技术。


萨波尔斯基大学TH-F1

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F我们可以说的是,火星具有构建生物圈的主要材料:水,氮和二氧化碳。过去十年的任务已经确定,高纬度富含水冰,最近在土壤中检测到硝酸盐(约0.03质量%)。二氧化碳是主要通配符。火星可能具有巨大的碳酸盐矿物层,但这种形式的二氧化碳不容易被释放为气体。Terraforming的成功将铰链在南极帽和极性土壤上。它们可能含有足够的二氧化碳仅略微向大气散装,或者它们可以存放足够的气体以在地球上的海平面压力上产生压力。

在后一种情况下,对火星气候的研究表明,火星有两个稳定点。它目前的气候很稳定,大气稀薄,极地帽很厚,平均表面温度为-60摄氏度。但火星有第二个稳定的气候状态,大气层厚,极地帽薄,温度为15摄氏度。这就是火星地形化的可行性所在。如果我们能把它的气候从第一个州推到第二个州,克莱门特的气候条件将是自我维持的。

如果火星上有生命,我们将如何回应?

这可能很快就会发生。从我们排放的温室气体使地球变暖的速度来看,我们可以在100年内让火星进入温暖的气候状态。最有效的技术将是产生超温室气体,如氯氟烃或更好的全氟化合物,这些气体无毒,不会干扰臭氧层的形成,并能抵抗太阳紫外线辐射的破坏。好奇号最近证实了火星岩石中存在氟,所以成分都在那里。

蜘蛛从火星:火星南极帽的蜘蛛状地形是由于被捕获的二氧化碳气体冲破冰盖而形成的,如果人类试图将地球地球地球化,这将成为一种普遍现象。 NASA/JPL加州理工学院/亚利桑那大学

一旦火星变暖,水将开始在火星表面流动,一个类似地球的水循环将形成。能进行光合作用的生物体将能够茁壮成长,它们将把土壤中的硝酸盐和高氯酸盐转化成氮气和氧气。人类将可以不穿宇航服到处行走,尽管他们仍然需要一个氧气面罩。

从那时起,Terraforming项目将专注于建立氧气。对于人类来说,自然需要高于13%的氧气水平,二氧化碳水平低于1%。在地球上,全球生物圈使用阳光来生产生物质和氧气,能量转换效率为0.01%。在此率,在火星上生产地球氛围需要10万年。0.01%的平均在海洋,沙漠和森林上。单位叶项中的光合作用的内在效率高得多,约为5%。如果可以在大火星的整个领域实现,时间尺度变成了几百年。合成生物学可能能够进一步加速。


A.S是科学的案例,决定因素可能不是技术,而是社会和道德。例如,如果火星出发了自己的生活,我们将如何回应?作为第一步,我们需要确定火星生活如何与地球生命相关。这两者可能是相同的生活形式,起源于一个世界并被陨石传播到另一个世界。这可能不会影响地形的计划。

如果火星上的生命与地球上的生命无关,并且显然代表着生命的第二次起源,那么情况就更加棘手了。改变火星的动机不是为地球生命创造一个新的栖息地,而是提高火星本土生命的丰富性和多样性。我们现有的着陆器和探测器需要移除或就地消毒,这样任何搭便车的微生物都不会压倒本土生物,比如星际葛根。

据推测,火星生命会感激一个地球化的世界,使地球恢复到它曾经的样子。但这一过程将花费更长的时间,并达到一个不同的终点,而不是形成一个没有生命的世界,因为本土微生物的生命产生氧气的速度可能比地球移植慢,或者根本不产生氧气。无论火星是地球生命的前哨基地还是行星大小的荒野避难所,改变它以容纳丰富多样的全球生物圈将是人类最伟大的创造性成就之一。


克里斯托弗·麦凯是美国宇航局艾姆斯研究中心的资深科学家。麦凯探索了南极洲的冰覆盖湖泊、西伯利亚和加拿大北极的永久冻土以及阿塔卡马、纳米布和撒哈拉沙漠,以研究这些极端环境中的生命。2005年,他是惠更斯号土星卫星土卫六探测器、2008年火星凤凰号着陆器任务和2012年火星科学实验室任务的共同研究员。

这篇文章最初发表在鹦鹉螺宇宙2016年11月。

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