本文來自微信公眾號：SF 中文（ID：kexuejiaodian），作者：SF
火星離地球很近，具備成為人類未來宜居地的潛質(zhì)。但是目前火星的一大不足是溫度太低了，為此科學(xué)家想出來不少給火星升溫的方法。最近科學(xué)家提出的“就地取材”用火星材料制造氣溶膠的方法，可能比以往的設(shè)想都更高效。
1/3 的火星表面都賦存有淺層水，但是現(xiàn)在火星的表面太冷了，并不適合生存?？茖W(xué)家曾提出過利用溫室氣體給火星升溫，但其實(shí)在地球上多到讓我們頗為頭疼的溫室氣體，在火星上并不常見。
近日，發(fā)表于《科學(xué)?進(jìn)展》（Science Advances）的一篇文章顯示，來自美國西北大學(xué)、芝加哥大學(xué)和中佛羅里達(dá)大學(xué)的科學(xué)家，找到了一種更具可行性方法，可以讓火星表面的溫度“飆升”。
1、受火星塵埃的啟發(fā)
根據(jù)“好奇號”火星車的探測結(jié)果，我們知道，火星塵埃是由火星表面富含鐵和鋁的礦物風(fēng)化形成的。這些塵埃非常細(xì)小，有效半徑只有大約 1.5 微米，會被拋到離火星表面 15～25 千米高的高空中，有時候甚至能出現(xiàn)在 60 千米以上的高空。在火星的白天里，這些塵埃構(gòu)成的氣溶膠可以降低火星表面的溫度。
這樣看來，火星塵埃并不適合保溫。但在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家以火星塵埃為原型進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，制造出了一些 9 微米長的導(dǎo)電納米棒。這些納米棒的長寬比約為 60:1，材料主要為鋁和鐵。計(jì)算結(jié)果顯示，這些納米棒的熱紅外散射是近各向同性的，這有利于材料表面升溫。
另外，模擬實(shí)驗(yàn)顯示，這些納米棒如果在火星大氣沉降，速度只有天然火星塵埃 1/10 不到。這意味著，相對于天然火星塵埃，這些納米顆粒更容易被拋灑到高空中，并且可以在火星大氣中停留更久，平均可達(dá) 10 年。
2、給火星升溫 30 度
如果在未來，我們能在火星表面制造密度為 160mg / m3 的鋁納米棒，或許能在火星夏季的時候，讓許多存在淺層水資源（目前是以冰層的形式存在）的地方出現(xiàn)液態(tài)水。
為此，我們需要以每秒 30 升的速度向火星大氣持續(xù)釋放由這種納米顆粒制成的氣溶膠。模擬結(jié)果顯示，這樣可以在幾個月內(nèi)，讓整個火星表面升溫 30℃，到達(dá)約-50℃—— 在這個溫度中，許多微生物要存活下來就不是問題了。
雖然我們?nèi)孕枰圃鞌?shù)百萬噸的氣溶膠，但相較此前利用碳或硫的氟化物等溫室氣體給火星升溫的方法，新方法的升溫效率高出了 5000 倍。
3、給火星升溫是否值得？
在火星上創(chuàng)造一個宜居的環(huán)境，最終的愿景是希望火星上能出現(xiàn)生命。如果可以在火星表明建立一個光合生物圈，也許在合成生物學(xué)的幫助下，人類未來可以去火星繁衍生息。
但是，如果火星的巖層中含有對地球生命有毒且不可補(bǔ)救的物質(zhì)，那么地球生命可能無法從火星升溫中獲得好處。
另外，如果現(xiàn)在火星上就存在生命，我們還需要考慮這種利用納米顆粒給火星升溫的方法會不會威脅到這些生命。
給火星升溫可以讓火星上固態(tài)的水資源，變成生命更容易獲取的液態(tài)水，但同時，溫度升高會加大水分的蒸發(fā)量。因此，我們還需要在實(shí)行升溫計(jì)劃的同時，監(jiān)測在火星地下，賦存在孔隙中的水資源（包括冰和液態(tài)水），在升溫過程中是否大量被氣體取代。
再考慮降水等因素，我們需要評估為了升高溫度而讓火星喪失了那么多的水分，是否值得。
參考文獻(xiàn)：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4650
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