能幫助人類實現移居火星的二氧化硅氣凝膠到底有多厲害?

天文學家卡爾薩根于1971年提出了行星工程的概念，具體來說，就是融化火星極地水冰，從而創造更溫和的環境。2018年，美國科學家發現，即使火星上所有所有可用資源，大氣壓力也只能達到地球的7%左右?，F在，科學家們提出了一個新的想法，利用二氧化硅氣凝膠模擬地球大氣的溫室效應，然后改造火星表面的特定區域。

科學家建議利用二氧化硅氣凝膠模擬地球大氣的溫室效應，對火星表面的特定區域進行改造

長期以來，人類一直夢想著改變火星氣候，把它變成一個適合人類居住的星球?？査_根是第一個認真提出火星地球化改造的人。他在1971年的一篇論文中指出，蒸發火星北極冰蓋可以產生大量氣體，通過溫室效應提高火星的全球溫度，然后提高水保持液體的可能性。薩根的論文促使其他科學家和未來學家認真對待火星地球化轉型的想法。

關鍵問題是火星上是否有足夠的溫室氣體和水，可以將大氣壓提高到與地球相當的水平？2018年，由美國宇航局資助的科羅拉多大學波爾得分校和北亞利桑那州大學的研究人員發現，即使他們在火星上盡了所有可用資源，他們的大氣壓力也只能達到地球的7%左右。換句話說，這樣把火星變成宜居星球，無異于夢想。

二氧化硅氣凝膠

目前，哈佛大學、宇航局噴氣促進實驗室和愛丁堡大學的科學家提出了一個新的想法：我們不需要對整個火星進行地球化改造，我們可以嘗試當地的區域改造。研究人員建議利用二氧化硅氣凝膠模擬地球大氣的溫室效應，改造火星表面的特定區域。

通過建模和相關實驗，研究人員發現兩到三厘米厚的二氧化硅氣凝膠層可以傳遞足夠的可見光，阻擋有害的紫外線輻射，使氣凝膠層下的溫度始終高于水的熔點。所有這些過程都不需要任何內部熱源的參與。研究論文發表在《自然》中·雜志上的天文學。

哈佛大學約翰·地球與行星科學系助理教授羅賓，保爾森工程與應用科學院環境學與工程學·沃德斯沃斯說:局部轉型比全球大氣轉型更容易實現。與之前提出的把火星變成宜居星球的想法不同，這種方法可以借助相關材料和我們已經掌握的技術進行系統的研發和。

勞拉，美國宇航局噴氣促進實驗室的科學家·科博爾指出：火星是太陽系除地球外較適合居住的行星。但對許多生命來說，它仍然是一個充滿敵意的世界。一個能夠創建宜居島嶼的系統將允許我們以可控和可擴展的方式改造火星。

火星極地冰蓋由水冰和凍結的二氧化碳組成。固氣態二氧化碳一樣，固態二氧化碳也允許陽光通過并捕獲熱量。夏季，這種固體溫室效應可以在冰下形成一個加熱袋，即圖片中的黑點不同于地球上的極地冰蓋（由凍結的水組成），火星極地冰蓋由水冰和凍結的二氧化碳組成。和氣態二氧化碳一樣，固態二氧化碳也允許陽光通過并捕獲熱量。在夏季，這種固體溫室效應可以在冰下形成升溫袋。這種現象無疑激發了科學家。

沃德斯沃斯說：我們開始關注這種固體溫室效應，以及未來如何使用它來使火星適合人類生活。我們開始研究哪些材料可以較大限度地降低導熱系數，并且仍然可以傳輸盡可能多的光。最后，研究人員專注于二氧化硅氣凝膠，這是科學家開發的較隔熱的材料之一。

97%的火星二氧化硅氣凝膠是地球化改造后的多孔疏松結構，這意味著光線可以通過這種材料，但相互連接的二氧化硅納米層可以反射輻射，大大減緩熱傳導。這種氣凝膠廣泛應用于工程領域，如美國宇航局的火星勘測漫游者。由于這種效果是被動的，二氧化硅氣凝膠是一種有前途的材料，科博爾說。在一個區域內長期保溫，不需要大量的能量和移動部件的維護?！?/p>

研究人員證明，一層薄薄的二氧化硅氣凝膠可以使火星中緯度地區的平均溫度等于地球。沃德斯沃斯說：在一個足夠大的地區和地下放置一層二氧化硅氣凝膠，你可以獲得永久性液體水，而無需任何其他技術或物理手段。

好奇心號火星車正在對火星進行測量。二氧化硅氣凝膠可用于在火星上建造棲息地，甚至建造完全獨立的生物圈。沃德斯沃斯說：使用這種材料會帶來一系列有趣的工程問題。接下來，研究小組將這種材料，如南極洲或智利的干旱山谷。

沃德斯沃斯指出，任何關于火星地球化轉型的討論都會導致與行星保護相關的重要哲學問題和倫理問題。如果我們想在火星上生存，我們必須首先回答一個問題，那就是火星上是否有生命？如果有生命，我們應該如何處理它？從我們決定讓人類定居火星的那一刻起，這些問題就是不可避免的。