歐陽自遠：中國登陸火星后會如何改造它？

　　文章來源：中國科普博覽微信公號

　　兩會期間，衛星專家葉培建委員透露，中國准備在2020年發射火星探測器，次年登陸火星。人類登陸火星后，會如何將其改造成“藍色行星”呢 ？下面，來看被譽為“嫦娥之父”的中國月球探測工程首席科學家歐陽自遠院士帶來的解讀。

　　文/歐陽自遠(中國月球探測工程首席科學家、中國科學院院士)

　　人類通過幾個世紀的卓越努力，要將這顆貧瘠的行星改造成一個擁有蔚藍色天空、綠色平原、藍色湖泊和生態環境友好的新世界，“地球-火星”將成為人類社會持續發展的姐妹共同體。

　　火星——地球的姐妹

　　火星與地球同屬太陽系的類地行星，它是地球的近鄰。火星距地球最短距離為5500萬千米，質量接近於地球的11%，半徑約為地球的1/2，重力相當於地球的1/3，火星的太陽常數是地球太陽常數(日地平均距離上，大氣頂界垂直於太陽光線的單位面積每秒接受的太陽輻射)的43%。

　　火星的自轉周期約為24.66小時，與地球的24小時相近。火星的繞日公轉周期為687天(地球為365天)，一個火星年相當於1.89個地球年。由於火星的自轉軸傾角為25.2°，與地球的23.5°類似，因而火星和地球在一年之中，都會有春、夏、秋、冬的季節變化。

　　遠古時期的火星，曾是一個氣候濕潤、生態環境較適宜生命繁衍的世界，大氣層也比現在稠密，表面曾出現過遼闊的海洋、星羅棋布的湖泊、涓涓流水的河流和洪水泛濫形成的沖積扇。各種理論研究表明，當時火星表面的水體總量，平均可覆蓋火星表面深達100米。然而，火星表面的水體有相當一部分通過大氣、電離層被太陽風吹走而丟失；另一部分，則可能以凍土和地下冰層的形式被保存了下來。

　　現在，火星表面几乎沒有液態水的活動，人們只能看到它們的“遺跡”——在火星的北半球，裸露乾涸的海洋盆地、湖水蒸發后留下的各種鹽類礦物的小窪地和一些已經乾涸殆盡的古河床。

　　如今的火星僅保留了一個稀薄的大氣層，其中的大氣成分組成以二氧化碳為主，占95.3%，其他微量氣體有氮、氬、氧、一氧化碳和痕量水蒸氣、甲烷等，火星的大氣壓是地球的0.6%~1%。這裏的冬季最低溫能達到-125℃，夏季最高溫度僅為22℃，平均氣溫是-63℃。火星表面的風速極大，易誘發區域性或全局性的塵暴，相對於地球來，這裏可謂是“寒冷”“乾燥”“貧瘠”“荒蕪”的代名詞。

　　探測火星，為了“再造一個地球”

　　既然火星有這麼多“槽點”，為什麼科學家還要花大力氣去探測火星呢？目前，科學家們已多次召開“改造火星”的研討會，嚴肅探討了將其改造成“藍色行星”的可能性，提出了改造願景、科學步驟和實施方案。要將火星再造成一個“地球”，首先要提高火星表面的溫度；其次，增加火星大氣的濃度，改變大氣組分；第三步，建立火星表面的生態環境；第四步是建立火星農牧業，解決糧食自給問題；第五步，也是非常重要的一步，要建設能源和原材料供給相關的工業設施。等這些都具備了，就可以開始建設人類的生活基礎設施，實施火星旅遊或移民了。

　　火星改造的最重要前提，就是頭兩步。為了提高火星表面的溫度，有科學家提出在火星上建造“超級溫室氣體工廠”等多種方案，通過製造四氟化碳等高效溫室氣體，引發大氣層的溫室效應，使其表面趨暖。如果科學家加熱火星表面、加厚火星大氣層成功，會使火星極地冰蓋的乾冰融化，釋放出二氧化碳，而二氧化碳增多又可增強大氣層的溫室效應。待極地水冰和火星土壤中的水冰逐漸融化后，一旦火星赤道附近的溫度長年保持在0℃以上，就可以有穩定的液態水供應。

　　在這個基礎上，人類就可以選擇培育能促進光合作用的菌類和苔蘚，在火星上逐步開展植樹造林。光合作用使二氧化碳逐漸變成氧氣，進一步培育出能釋放更多氧氣的超級植物，加快火星上氧氣的增長速度，逐步改變火星大氣的組分。隨大氣濃度和氧氣濃度的提高，未來的火星居民可能不用穿太空服，就可走出戶外，普通飛機也可以在火星上起降……可以想象，紅色火星將逐步被改造成綠色火星、藍色火星。

　　大多數研究行星科學和深空探測的科學家堅信，通過人類的智慧和努力，火星完全能被改造成生機盎然的“小地球”，再現“青山綠水”，成為人類的“第二家園”。人類自1960年以來已發射了40余個火星探測器，實現了飛越火星、環繞火星探測、陸器與火星車探測等多種探測方式，目前正計劃開展火星無人取樣返回和載人登陸火星探測。可以，火星是地外行星中“最耀眼的明星”，無論從探測次數還是認知程度來，都是人類當之無愧的“寵兒”。