2017-11-13
在超過35億年前,太陽系才剛剛形成,火星內部仍然熾熱,火山將二氧化碳釋放到大氣中,彗星和小行星撞擊火星地表,使大氣更加高溫厚重。距離太陽更近的金星和地球也開始了同樣的過程,但如今只有地球仍適合人類居住。
隨著地球逐漸冷卻,雨水刷掉了大氣中大部分的二氧化碳,二氧化碳溶入海水,與其他元素結合,在海床上形成了碳酸鹽岩。如今,地球上碳都存在於這些岩石中,當海床滑入大陸板塊下方碳會被慢慢拉回熾熱的地心,有時碳會在邊界熔化,從位於地表的火山中噴發出來,二氧化碳被緩慢穩定地釋放到大氣中,進而產生溫室效應使得地球保持溫暖,但又不會過於溫暖。
生命在進化過程中也在使大氣向有利於自己生存的方向轉變,它們往其中加入了適宜生物生存的氧氣和氮氣,生物和地質之間微妙的平衡維持著今天地球上生物圈的穩定。
金星就沒有這麼幸運了,由於距離太陽太近,金星上的溫室作用變得失控,早期的海洋乾涸了,金星因此變得炎熱乾旱,來訪的宇宙飛船隻能在表面停留幾分鐘。如今的金星就像被烤乾的地球,它在各方面都很像地球,只是水分少了10萬倍,那裡非常炎熱,氣溫高達900華氏度,而且氣壓很高,大氣幾乎全由二氧化碳組成,金星上的景象就像溫室效應引發的一場最可怕的噩夢。
而火星則走向了另一個極端,那裡的溫室效應並沒有失控,失控的是冰室效應。質量僅有地球十分之一的火星冷卻的速度很快,火山逐漸消失,曾經厚重的大氣消散。由於幾乎沒有溫室氣體能困住太陽的熱量,製造氣壓並阻擋輻射,火星變成了今天這樣貧瘠冰冷而乾燥的世界。
火星由於質量太小,因此不會發生使沉積物循環的板塊運動,也沒有磁場可以阻擋太陽風,由於引力太小無法留住大氣,失去了大氣保護的火星變得十分寒冷。但火星上也許仍有早期大氣的殘留物,它們被埋藏,冰凍或者封存在土壤中,科學家的目標就是想辦法使這些大氣再次出現。
有證據顯示,火星曾經有水,曾有適合人居住的環境,也許曾有生命存在,問題是我們能否使它再次出現?這種想法是否符合現有的行星科學,人類能否用現有的技術實現?
要使火星地球化,我們必須重建它早期的溫室氣體,這就需要二氧化碳和水。火星兩級有凍結成乾冰的二氧化碳,而更多的二氧化碳則滲入土壤,就像海綿中的水一樣。二氧化碳會在夏天釋放出來,使大氣變厚30%,當天氣轉冷,二氧化碳就會重新回到土壤中,那是火星上二氧化碳氣體的一部分,但應該還有更多的二氧化碳氣體。
科學家一直懷疑火星上大部分的早期二氧化碳都與土壤中的元素相互作用形成了碳酸鹽礦物。勇氣號和機遇號火星探測器配有專門探測碳酸鹽的儀器,但目前它們還沒有發現。
目前我們不知道火星上的早期二氧化碳氣體去了哪裡,它們也許永遠消失了,這對於火星地球化得計劃是個壞事,但二氧化碳也有可能藏在我們看不見的地方,畢竟我們只挖到火星地表下幾英寸的地方,我們還遠沒有了解火星的全部,那是個謎,也是我們必須回答的關鍵問題之一,只有這樣,才有可能讓火星像以前那樣適合人類居住。
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