火星改造过程艺术图。图片来源：DAEIN BALLARD

本报讯 无论是在游戏还是在科幻作品中，改造火星使其成为像地球一样宜居的星球都是经典题材。近日一项发表于《科学进展》的研究表明，这个梦想似乎有望实现。研究人员发现，将微小颗粒注入火星大气层可以在几个月内使火星升温10摄氏度以上，足以维持液态水的存在。该方法每年需要投入约200万吨颗粒，而且这些颗粒可以用火星尘埃中现成的成分制造。

人们认为数十亿年前的火星存在流动水，现在，这些水可能冻结在火星极地冰盖和土壤之下。如今的火星大气层稀薄、太阳光较弱，平均气温约为零下62摄氏度，比地球上大多数地方都冷得多。因此，要让这颗红色星球拥有液态水、适合农作物和人类生存，就得显著提高其温度。

研究人员认为，驱动地球全球变暖的机制有望将火星改造成宜居行星。“总体思路是人工建造大温室。”美国西北大学博士生、论文作者Samaneh Ansari说。

科学家一直在寻找一种物质，当将其大量注入火星大气时，会像地球上的水蒸气和二氧化碳一样捕获热量。

之前的一项研究建议使用氟氯烃，将这种会破坏臭氧层的化合物排放到火星大气中。而最近发表的另一项研究则建议在火星表面放置硅气凝胶砖，这种透明轻质的固体可以从火星土壤中捕获热量，同时阻挡有害紫外线的辐射。但由于火星表面氯氟烃很少，且硅气凝胶需要由人类制造，它们都需要从地球被大量运输至火星，现有的火箭几乎难以做到。

于是，Ansari和同事将目光放在了一种火星上很常见的物质——火星尘埃上。他们想测试一下火星尘埃的吸热能力。

火星尘埃富含铁和铝，这赋予了火星特有的红色。但火星尘埃的微观尺寸和近球形外表不利于吸收辐射或将其反射回火星表面。

因此，研究人员开展了一场头脑风暴，设计了一种理论粒子——利用火星尘埃中铁和铝制造出大约是火星尘埃两倍大、9微米长的棒状物质。

Ansari模拟测试了这种理论粒子与光的相互作用，结果发现这些粒子在吸收地表红外辐射并将辐射反射回火星表面方面“出乎意料”，而这是决定气溶胶颗粒是否会产生温室效应的关键。

来自美国芝加哥大学和中佛罗里达大学的合作者将这些粒子数据输入火星气候计算机模型中，研究了每年向火星表面上方10至100米处注入200万吨该粒子的效果。在那里，它们会被湍流风吹到更高的高度，并以比火星尘埃慢10倍的速度沉降。模拟结果显示，这种粒子可能让火星在几个月内升温10摄氏度以上，并且达到这一效果所需材料的数量仅为其他方案材料用量的1/5000。虽然200万吨材料不是个小数目，但研究团队表示，原材料存在于火星上，所以人们可以在火星上开采，而无须从地球运输。

但未参与该研究的英国开放大学的Juan Alday指出，火星升温并不是使火星宜居的“神奇开关”，因为它不能解决火星氧气稀薄、气压低、大气层稀薄无法抵御有害紫外线、土壤可能存在毒素等问题。（徐锐）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adn4650