火星上发现液态湖 我们离移民火星还有多远?

时间:2019-07-30来源:未知作者:admin点击:
欧洲空间局MARSIS团队宣布首次确定火星上存在成规模的液态水。这个消息重新点燃了人类“移民火星”的讨论,“硅谷钢铁侠”马斯克的2030年火星殖民计划,更是将这一波“火星热”推

  欧洲空间局MARSIS团队宣布首次确定火星上存在成规模的液态水。这个消息重新点燃了人类“移民火星”的讨论,“硅谷钢铁侠”马斯克的2030年火星殖民计划,更是将这一波“火星热”推向高潮。不过,发表在《自然-天文学》上的一篇文章泼了冷水:火星上现有的二氧化碳储量远远不够,无法创造地表水体。

  这是一个埋藏在火星南极冰盖下1500米的地下湖,宽20公里。雷达数据无法给出湖水的厚度及其他细节,但能在零下几十度的环境中仍不结冰,科学家们推测它的盐分含量极高,接近“卤水”。要知道,海水在零下2度时就会结冰。

  这次立功的MARSIS,全称为“火星先进地下和电离层探测雷达”,其实就是“火星快车”号上的载荷。雷达就是发射电磁波,并接受反射回来的波。通过分析波反射回来的时间和强度,科学家可以推断出接触到了怎样的材料。

  2012年5月至2015年12月期间的雷达数据识别出了一片20公里宽的异常明亮的反射体。科学家经过近3年的研究,排除了许多其他可能性,最终才敲定这是冰川与地下湖的交界面。有意思的是,NASA的火星勘测轨道飞行器MRO上搭载的SHARAD雷达并没有看到这个明亮反射体。研究人员认为,这可能是因为该雷达使用的波段不同,不足以穿透冰层抵达冰下的湖面。另一方面,这也说明地下湖可能混有含盐泥沙沉积物,不能形成光滑的镜面反射。

  2002年,美国国家航空航天局(NASA)的“奥赛德”号飞行器看到火星两极覆盖着干冰和水冰混合而成的巨大冰冠。科学家们目前准备到纬度更低、温度更高的区域寻找更多火星地下水,那里可能有提供微生物的生存条件。

  地下湖重新点燃了人类“移民火星”的讨论。其实,比起探测这些盐分极高的地下水,科学家们早就计划了一个更宏大的取水方案:通过释放温室气体改造火星大气层和温度,融化极地冰盖,创造地表水体。这可行吗?

  火星“地球化”(terraforming)这个概念最早是由美国著名天文科普作家卡尔·萨根在1971年的《火星上的行星工程》中提出的。NASA行星科学家克里斯·马凯等人对其可行性和伦理进行了细化讨论。

  事实上,水的痕迹写满了整颗红色星球。疑似被水流冲刷而成的河谷、三角洲、湖床等等,都暗示着火星曾经拥有大量流动水,甚至是一片浩瀚的海洋。那时,火星的大气层可能更稠密,温度更高。

  数十亿年间,红色星球的气候环境经历了沧海桑田的变迁。如今,火星的大气层稀薄,气压只有地球标准大气压的0.6%;另一方面,火星地表平均温度低至零下63摄氏度。

  正因如此,科学家们此前在火星上只发现过固态冰。因此,现在的火星之水以冰川的形式“撤退”到了极地和地下,如果温度适宜,它们就能提供丰富的水源。

  火星“地球化”提出了两个主要目标:一个是提高大气层密度,使人类不用穿太空服,只需要携带呼吸辅助器就可在火星上活动;一个是将火星温度提高到液态水可以稳定存在的区间。在火星上释放或制造大量温室气体可以同时实现这两个目标。

  美国科罗拉多大学的布鲁斯·雅各布斯基和北亚利桑那大学的克里斯托弗·爱德沃兹通过20年间的探测数据对火星上的唯一一种成规模的温室气体——二氧化碳进行分析。火星上的二氧化碳储量主要包括极地的干冰、近地表吸收的二氧化碳和碳酸盐。把这些二氧化碳都释放到火星大气层中,能提供1巴(接近一个标准大气压)的压强吗?

  首先是极地的季节性干冰,这是人类最容易释放的二氧化碳来源。在夏季,火星北极会失去所有的干冰,南极则仅有不连续的干冰储藏。科学家提出,可通过爆炸物在火星大气层中扬起大量飞尘,提高对太阳能的吸收。另一种是直接引爆极地冰盖,促进干冰升华。不过,即使极地干冰全部升华,也只能提高0.015毫巴的气压,约为现在火星大气压的两倍。其次是碳酸盐。碳酸盐矿物加热到300摄氏度左右可释放出二氧化碳,远非太阳能所能做到的。两名科学家估计,通过碳酸盐开采降解,最多可以提高0.012巴的大气压。

  最终他们得出结论,火星上现有的二氧化碳只能将火星上大气压提高三倍,为人类居住要求的五十分之一,以人类现有的技术水平还无法利用火星现有的二氧化碳进行“地球化”改造。     宗合