如何把火星的大氣加熱？讓火星變得更溫暖！

20世紀，天文學家藉助先進的望遠鏡和光譜儀了解到，目前的火星實際上是一個乾燥、寒冷的塵埃行星，比地球南極還寒冷，比撒哈拉沙漠還乾燥。

稀薄的火星大氣中有97％是令人窒息的二氧化碳，氣壓是地球表面氣壓的1％以下，表面溫差很大，平均為零下55℃。顯然，這樣的自然環境是不適合人類居住的。因此，「火星地球化」的重頭戲是——「給火星大氣加熱」。

「給火星大氣加熱」這齣戲是由二氧化碳「主唱」的。氣態二氧化碳具有溫室效應，是一種天然的溫室氣體，如果在火星大氣中注入充足的、冰點以下的二氧化碳，就能使火星大氣升溫。根據已有的觀測結果，火星上有很多二氧化碳，在兩極有固態二氧化碳極冠，在大氣中有二氧化碳氣體，在表面浮土裡也混雜著凍結的二氧化碳，即使在火星表面以下幾千米深的地方，也可能有液態二氧化碳存在。

科學家充分發揮想像力，把火星岩石想像成浸泡在液態二氧化碳里，他們還給儲存液態二氧化碳的地方起了一個名字——「儲液池」。根據一項名為「埃柯波伊西斯」的計劃，二氧化碳從「儲液池」里取出後注入大氣，使大氣加熱，並加快熱量向兩極對流；大氣加熱後，反過來加快二氧化碳的釋放，二氧化碳的釋放又使大氣進一步加熱，直到大氣自動加熱，觸發氣候失控；最後，熱量增加和氣候失控將在新的高壓和高溫下停止。

加熱火星有不同的模型，其中一個模型是根據火星氣候的「長冬季模型」建立的。這個模型認為．火星的漫長冬季是在火星的春分點和秋分點的移動，以及封閉在極冠中的1巴氣壓(巴是氣壓單位，1巴=0.9869個大氣壓)的乾冰(凍結的二氧化碳)的共同作用下形成的。火星春分點和秋分點的移動周期(歲差周期)為5萬年，而據卡爾·薩根猜想，火星極冠中的二氧化碳可能只要100年就蒸發完了。

因此，「長冬季模型」不能解釋火星的漫長冬季。不過，科學家由此想到了二氧化碳在火星加熱中的作用，並用計算機進行了模擬計算,結果表明，如果火星表面浮土裡的二氧化碳是均勻分布的，氣體很容易發生失控，可以獲得很高的工作效率。根據計算,如果浮土裡含有1巴氣壓的二氧化碳,那麼，最高的工作效率能使火星表面的初始溫度升高5～20℃，大氣壓增加幾十毫巴。失控溫室效應的最後狀態是氣壓為8Do毫巴，溫度為零下23℃。

但是，用二氧化碳加熱火星也存在兩個難題。第一，即使火星上所有可用的二氧化碳都蒸發到大氣層中去，也未必能把火星加熱到合適的溫度，因為人們不知道火星上到底有多少二氧化碳。第二，要讓火星自動釋放二氧化碳，需要對二氧化碳加熱，這在火星上是很難做到的。

如果不能實現用二氧化碳加熱火星，那又該怎麼辦呢?科學家又提出了一些新的方法，其中之一是利用人工製造的全氟碳(一種有機化合物)來給火星加熱。這個方法是美國麻省理工學院的青年學生瑪格麗塔·瑪麗諾娃提出的。她指出．全氟碳有許多優點：它是一種超溫室氣體，只要很少一點就能產生大量熱量；它的壽命很長，很適合用於火星加熱；它對生物組織沒有副作用，用後無後顧之憂；它不損耗大氣中的臭氧層，有益於防禦外來的紫外輻射。目前，瑪麗諾娃的建議已被美國宇航局採用，並讓她同其他專家合作研究全氟碳的加熱效應。

事實上，溫室氣體的作用不是加熱而是隔熱一一行星吸收太陽光後，其中帶熱能的紅外線被反射到大氣層里，由於大氣層里的溫室氣體能起隔熱作用，使熱-能逃逸不出去，因而起到了保溫作用。

要給火星大氣加熱，必須給它以能量。加熱的能量來自哪裡？——太陽光，它既便宜又容易獲得。

大氣加熱的快慢取決於製造溫室氣體的速度。粗略計算表明，如果有100家工廠，每家工廠都用核反應「產生」能量，它們工作100年之後，火星溫度可以升高6～8℃。以這樣的速度加熱，火星溫度升到火星上冰的溶解點——55℃，大約需要800年。當然，實際上可能沒有這麼長，如果採用比較有效的人造超溫室氣體，加熱時間將大大縮短。

還有一種加熱火星的方法，就是增加太陽能輸入。從原理上講這個方法很簡單，只要在火星上空安裝一台巨大的反射鏡系統，把太陽光反射到火星表面就行了。原理雖然簡單，實現起來可不容易。早在1993年就有人提出了一個設計：在距火星表面21.4千米的太空中安放一面直徑125千米的反射鏡來加熱火星南極，使南極的溫度升高5℃。從極冠蒸發來考慮，這個設計足夠需要了，然而製造這台反射鏡系統所用的鋁相當於地球上5天生產的鋁錠總量，這麼大的反射鏡如何在火星上製造和組裝呢？

一旦火星溫度升高，冰開始融化，就有了生命所需的水。有了水，氣壓也會上升，達到地球上某些山頂的水平，這樣就有了可供生物生存的環境。但是，對人類生存來說，這還不夠，還需供應氧氣。將來在火星上活動的人，最初可以藉助氧氣面罩生存，然後種植植物，利用植物光合作用製造氧氣。廣種植物可以補充大氣，從遺傳學上講，這是一種好辦法。等到火星上流水潺潺、綠樹成蔭、藍天映日時，紅色火星就變成綠色火星、藍色(有藍天的)火星了。當然，這一天的到來還十分遙遠，最保守的估計是10萬年。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！