火星缺少大量这种至关重要的地球化成分

火星缺少大量这种至关重要的地球化成分

想想一个熟悉的食谱,它深深地印在你的烹饪大脑中,以至于你可以在工作一整天后不假思索地做出来。你的碗和锅已经摆在柜台上,烤箱也预热好了,但是……糟糕。你完全没有那种关键配料,而最近的商店距离你也有数千万英里。是时候制定 B 计划了吗?

对于那些梦想利用当地温室气体改造火星的人来说,他们可能正面临这样的境地——他们有详细的计划,但没有足够的原材料来实现它。今天发表在《自然天文学》上的一篇论文发现,火星上可能没有足够的二氧化碳将这颗红色星球变成第二颗蓝色星球。

在未来某个时候对火星进行地球化改造并不是必然的——长期以来,人们对于改变另一颗星球以适合我们人类的伦理担忧——但鉴于地球化改造在流行文化中的受欢迎程度,以及目前(尽管进展缓慢)人类登陆火星的动力,对地球化改造问题的研究仍在继续。

改造火星的一个流行想法是利用全球变暖来让另一个地球变暖。这个想法是向火星大气中释放温室气体,从而吸收太阳的热量,融化地下的冰和二氧化碳,并创造出与地球大气相近的大气层。

但这依赖于冰库和岩石中捕获的二氧化碳数量是否足够多,以至于释放到空气中时会产生明显的影响。而这篇新论文断言,这些二氧化碳的数量还不足以彻底改变地球上的情况。

利用当前火星任务(包括 2013 年发射的火星大气和挥发物演化任务 (MAVEN))收集的数据,研究人员能够对火星二氧化碳可能隐藏的位置做出基本估算。

“关于火星的一个科学问题是二氧化碳去了哪里,水去了哪里?”科罗拉多大学地质学家、论文第一作者布鲁斯·贾科斯基说。“由此得出的一个基本问题是:火星上还剩下多少二氧化碳,你能把它们排放到大气中吗?”

行星科学家认为,火星的大气层曾经比现在厚得多,这意味着火星天空中的二氧化碳含量曾经高得多。地球和金星上仍有大量二氧化碳。在金星上,二氧化碳大部分存在于大气层中。在地球上,一部分二氧化碳存在于大气层中,一部分二氧化碳被封​​存在岩石和碳酸盐矿物中。在火星上,一部分二氧化碳被冻结在两极,一部分二氧化碳被封​​存在岩石和沉积物中,还有更多的二氧化碳流失到了太空中。

由于火星目前的大气比地球稀薄得多,我们必须向大气中添加大量气体,使其达到能够支持表面液态水的气压——雅科斯基说,你需要大约一巴(大气压力单位)的二氧化碳才能使地球变暖。(其他人认为,改造火星需要更低的气压)。但即使我们融化了两极的二氧化碳储备,我们仍然无法满足需求,只能向火星大气中添加大约 6 毫巴的气压。

岩石和沉积物中还封存着更多的二氧化碳,但以我们目前的开采方法几乎无法开采。Jakosky 和他的合著者 Christopher Edwards 在论文中表示,开采足够多的二氧化碳可能需要相当于大规模露天开采的规模,而这些开采可能会覆盖整个地球区域。以今天的技术,情况并不乐观。

“我们仍然可以改造火星。我们可以制造高效温室气体,如氯氟烃,它们会使地球变暖,但这需要更先进的制造系统,远远超出我们目前的能力,”贾科斯基说。“所以如果我们真的这么做了,那也还得等到很远的未来。”

这篇新论文完全基于目前的数据,但我们每天都在对火星进行更多的了解,而雅科斯基表示,未来几年可能会带来更多有趣的结果。“这是我们目前最好的猜测,但随着我们获得更多信息,它可能会发生变化。我们确实希望看到更多的任务,尤其是希望看到样本返回。”

欧洲航天局的痕量气体轨道器目前正在火星上收集有关该星球的更多信息。美国宇航局的火星 2020 探测器可能为最终的样品返回任务奠定基础,该任务可以为地球上的科学家提供直接从火星土壤和大气中采集的样本。

但即使未来的任务得到更乐观的数据,或者我们实现了能够改变另一个世界的技术飞跃(向杰夫·高布伦致歉),我们也值得花一点时间问问自己这是否可以做到,也问问自己这是否应该做到。

“我很难理解我们为什么要改造火星,”雅科斯基说。“我知道很多人认为,如果我们把地球弄脏了,火星改造成火星的安全阀,但我认为,让地球保持良好状态比改变火星的气候要容易得多。”

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