要在火星上种土豆，可以这样改造火星？

　　撰文 | Caleb A. Scharf

　　翻译 | 费哲妮

　　审校 | 潘燕婷

　　不久前，《自然·天文学》上发表了一篇有趣的文章。文章中报告了一项由Wordsworth、Kerber和Cockell进行的调查研究，即如果在火星表面覆盖一层两到三厘米的硅气凝胶会怎么样？

　　这项工作以及地球上的火星改造实验和火星数学建模，其背后的动机都是，探究是否其他改造火星的方法，使它像地球一样更适合生命居住。

　　想要居住在火星上的生物会面临着许多挑战：火星大气非常稀薄，主要由二氧化碳组成，所以照射到火星表面的太阳紫外辐射足以摧毁任何生物分子。同时，火星表面十分干燥，虽然火星浅表层有大量的水存在，但大部分都处于冰冻状态。火星的类土风化层含有很多高腐蚀性的化学混合物，包括像高氯酸铵（易发生爆炸反应，在地球上有时被用作火箭的固体燃料）等物质。另外火星很冷，尤其是在晚上和冬季。

　　从原则上来说，传统的火星改造理论认为，如果能加厚火星的大气，就能解决许多难题。一种选择是，把火星两极下冰冻的二氧化碳释放出来。但由于这项工程过于庞大，不太符合实际。另外，还有许多人对此存在质疑：我们是否应该仅因为自己的想法，就去改变原始的自然环境（而火星上是否存在有机生命，也还未被证实）。

　　在研究中，Wordsworth等人提出了一种替代途径：局部火星“农场”方式。构建这种农场的基础材料是硅气凝胶（Silica aerogel），它的密度极低且呈多孔状。由于硅气凝胶较容易吸收红外辐射（但不导热），而不太易吸收可见光和短波长光，因此能产生一种固态温室效应。

　　如果在火星多冰的风化层上（两极区域）放置这些硅气凝胶，在十年内，固态温室效应就能使地表至地下很多米深的冰层都融化。这些区域中的温度会升高，在一年中的大部分时间都将会存在液态水。凝胶中的硅还能够挡住大部分有害的紫外线，但仍有光能照到地表，因此在这种环境中，可进行光合作用的微生物就能开始生存了。尤其是当硅气凝胶密闭性更好时，其下方的大气压强略高，更有利于这些生命存在。

　　当然，陆生生物（或地球的土著生物）是否能生存并繁衍起来还是个未知数。但对火星的营养供应是必须的，并且硅气凝胶必须达到通过工业生产的规模。研究人员还指出，地球上微小的水生硅藻是很好的“硅工程师”，它们能产生非晶体硅粒子。也许我们可以通过合成生物学来建造覆盖火星表面的温室。

　　也许这项研究最有趣的地方在于，在一定意义上，它将如何改造火星转化为建造火星“农场”。这种方法不仅将对火星状态的影响降到了最低，同时充分利用了火星的自然资源。确实，如果能保持火星大部分区域处于自然荒凉的状态，也许能显著减少发生灾难性生态变化的可能性。而最后，利用火星被硅气凝胶覆盖的区域来种植作物，总比建造巨大的生物圈帐篷和投入大量的基础设施更实惠。

　　原文链接：

　　https://blogs.scientificamerican.com/life-unbounded/aerogel-mars/