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一项新的研究表明，一层薄薄的二氧化硅气凝胶就可以做到这一点。

将火星改造成一个对生命友好的世界并不一定要在整个星球上进行艰巨的努力。

一项新的研究表明，人类可以通过在火星表面或其上方放置薄薄的二氧化硅气凝胶层，使这个红色星球上的部分地区变得相对便宜和有效地适合居住。这种绝缘气凝胶将使地面升温到足以融化水冰的程度，并且还能阻挡有害的紫外线（UV）辐射，有可能创造出一个植物和其他光合生命可以蓬勃发展的环境。

而且我们将很快实施这个计划，研究小组成员说。

"我们想考虑的是十年时间尺度上可以实现的东西，而不是未来几个世纪的东西——或许永远不会实现，这取决于人类的能力。"哈佛大学环境科学与工程副教授罗宾-沃兹沃斯说道。

火星表面在远古时期非常适宜居住，有湖泊、河流，甚至有巨大的海洋。但在40亿年前，火星失去全球磁场后，情况发生了巨大变化。

来自太阳的带电粒子开始使火星曾经厚厚的大气层剥落，最终将其还原成薄薄的一片，无法将大量的热量或紫外线辐射挡在外面。地表因此变得极度寒冷和干燥，留下的地下蓄水层或许是类地球生命唯一的潜在居所。一些研究人员确实认为火星地下有相当大的机会使微生物维持生命。

许多关于让火星表面变得更适合居住的讨论都集中在恢复大气层的昔日荣光上。例如，通过汽化大量的水冰和冷冻的二氧化碳来加强大气层。但正如沃兹沃斯所说，这种 "地球化 "的努力将是极其困难、昂贵和耗时的。

他和他的同事们可能找到了另一条道路。沃兹沃斯说，他们受到火星两极二氧化碳冰盖中黑斑的观测启发。这些斑点被认为是 "固态温室效应 "的结果——阳光被吸收到半透明的冰雪内部，并使之变暖，从而使冰雪融化。

沃兹沃斯和他的团队开始用二氧化硅气凝胶实现类似的效果，二氧化硅气凝胶是由纳米级的二氧化硅簇连接成网络组成的。这种材料的体积超过97%的空气，在地球内外被广泛用作绝缘体。例如，二氧化硅气凝胶是被动加热建筑物的常见特征，薄薄的一层东西帮助美国宇航局的精神号和机遇号火星车在寒冷的红色星球夜晚保持温暖。

研究人员在实验室中将二氧化硅气凝胶置于火星条件下，用到达红色星球表面的相同数量的太阳能照射该材料。他们发现，厚度仅为2至3厘米的气凝胶层可以将其下方的地面温度提升高达50摄氏度。这足以在火星上常年融化地下冰层，并使其保持融化状态，达到数米的深度。而二氧化硅气凝胶可以阻挡紫外线，所以它们也会屏蔽它们下面的任何东西，使其免受有害辐射，团队成员说。

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气凝胶可以直接放置在星球表面，像瓷砖一样铺满红土。或者可以用来建造温室，里面可以容纳粮食作物和其他植物，沃兹沃斯说。

"将它分散到更大的区域会使固态温室效应更加有效，因为横向排放的热量比例会更小，但你仍然会在温室中获得实质性的升温。无论你是将该层放在表面还是上面，都不会对基本的物理效应产生巨大影响。"

研究人员表示，这种策略很可能在火星的广泛区域内采用。几乎在北纬45度到南纬45度之间的任何地方都能获得足够的阳光，产生实质性的变暖。而在这一广阔的中纬度带内，有许多地区拥有丰富的近地表水冰和可靠的风（吹走气凝胶上挡光的灰尘）。

沃兹沃斯强调，2019年发表在《自然天文学》杂志上的这项新研究只是第一步。如果一切按计划进行，第二步将涉及在火星上类似的地方测试气凝胶技术，如北极或智利的阿塔卡马沙漠。

即使这种实地试验进展顺利，也会有更多的挑战需要解决。比如，硅气凝胶究竟如何在火星上部署？是从地球上运输这种东西（这不会很昂贵，因为二氧化硅气凝胶非常轻，而且可以通过商业途径获得），还是在红色星球上用当地可用的材料制造？

瓦兹沃斯和他的团队还没有解决这样的工程问题。但他说，团队目前没有看到任何障碍。

此外，还有重要的伦理考虑。例如，人类将地球生命带到另一个星球，尤其是一个过去可能有自己的生物圈——甚至今天可能有生物圈的星球，这样做对吗？

但研究人员和任务规划人员多年来一直在争论这样的行星保护问题。而随着将宇航员和他们的数万亿个搭便车的微生物放在火星表面的探索，对话只会变得更加激烈，从科幻梦境到现实的边缘。

韦兹沃斯说，气凝胶的想法应该比整个星球的地球改造工作争议更小。

"我认为采取局部和可扩展的方法，而不是在全球范围内修改大气层的优势在于，你可以事先仔细研究你计划尝试的区域，"沃兹沃斯说，" 而且它是可逆的。"