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如何将太阳系其他星球“地球化”

时间:2023-07-05 05:11:01

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如何将太阳系其他星球“地球化”

人类想要在宇宙中移民,仅仅靠寻找类地行星实在太渺茫了,还有另一种可能性:就是改造行星,将其他星系“太阳系化”“地球化”,这是有可能的。

对太阳系的其他行星进行“地球化”改造,这个最早只出现在科幻小说中的情节如今已经推进到了现实研究。

近年来一些天文学家或天文爱好者频繁使用“地球化”一词。

什么是“地球化”呢?所谓“地球化”,是指在未来把不适合生物生存的其他天体环境改造成类似地球这样的生命世界。显然,“地球化”实质上就是一项巨大的环境工程。

关于“地球化”的概念,在很早以前就已存在了。17 世纪的英国诗人琼· 弥尔顿所写的《失乐园》一诗中,就有天使们让刚刚形成的地球的自转轴倾斜,从而给地球带来四季变化的描述。在英国作家奥拉胡· 斯坦普顿于1930 年发表的科幻小说《最初的也是最后的人类》中,则描述了未来的人类改造金星,使之“地球化”的构想。

至于“地球化”这个词,最早出现在1942年出版的美国作家杰克·威廉姆斯的科幻小说中。自那以后这个词的影响越来越大,在今天已经作为科学专用词被固定了下来。那么,是谁最早将“地球化”从虚拟世界推向现实研究的呢?这个人是卡尔·萨根。1961 年,他在自己有关金星最新观测的一篇论文中指出,金星大气中散布着一种单细胞藻类,它们长期分解金星大气中的二氧化碳,有可能产生游离的氧。

尽管其后的观测结果表明,萨根的这一构想实际上是不成立的,但以那篇论文为契机,很多研究者开始把改造太阳系其他行星作为自己研究的课题,最终引发了当今“地球化”研究的高潮。

改造行星

像火星和金星这样的地球型行星,是最适合进行“地球化”改造的行星。

科学家认为可以被“地球化”改造的行星应该是典型的地球型行星。地球型行星需要具备一些条件,比如像地球一样拥有适当的绝对质量和适当的公转轨道半径,并且行星的演化历程也和地球相似。行星“地球化”改造的首选对象是火星。

为什么首选火星?这是因为火星在各个方面堪称地球的“兄弟星”。地球上的一天是23 小时56 分,火星是24 小时37 分;地球的轨道面与赤道面的夹角是23 度27 分,火星是25 度11 分;地球和火星具有差不多相同的季节变化;在地球的两极终年覆盖着皑皑白雪,而在火星的两极则有由冻结的二氧化碳形成的洁白的极冠。

此外,在某种程度上说,火星的演变历史也与地球相似。火星的公转轨道半径平均值是地球的1.52 倍。如果只拿这一点跟地球相比,由于火星比地球距离太阳更远,所以到达火星的太阳能比地球少。但是,科学家推测,火星在诞生初期原本具有厚厚的二氧化碳大气层,能把入射的太阳能封闭在大气中,通过“温室效应”保持早期火星表面温暖的环境。

科学家还推测,早期火星表面也分布有海洋(事实上,近年来对火星的一系列探测已经基本证实早期火星的确存在海洋),海水会逐渐吸收二氧化碳,转化成碳酸钙之类的矿物堆积在海底。在地球上,被海水吸收的二氧化碳因火山作用重新被释放回大气中去,由此形成二氧化碳的循环。但是,在火星上,这种循环却无法长久维持,这是因为火星比地球小,其内核迅速冷却,火山活动在火星早期就已结束。

结果,大约在火星形成2 亿年之后,原本在维持温暖环境方面起重大作用的火星大气被海水吸收,造成火星迅速变冷和变干燥。当今的火星,地表气压为0.01 个地球大气压,平均气温为-50℃,对生命来说,是一个过于严酷的世界。

那么,能否把这个严酷的世界恢复到它原来的温暖湿润呢?科学家认为并非很难,只需要把入射火星的太阳能的不足部分用其他方式补足就可以了。例如,在火星北半球的沙漠地面之下,沉睡着数量庞大的永久冻土,它们是由火星上曾经存在的海洋冻结而成的。

只要融化冻土,使之变成水蒸气(水蒸气也是一种温室气体),就可以使火星大气升温。随着气温上升,冰融化成水蒸气的正反馈随之加强,火星大气的温室效应逐渐恢复,火星的环境当然就会发生剧变。

为此,有科学家提出:在环绕火星的轨道上布置反射镜卫星阵(由一系列卫星组成),以增加入射火星的太阳能量;或者,让适当大小的彗星撞击火星,利用撞击产生的巨大能量来气化被封闭在冻土中的冰。此外,还有另外一些加热火星的奇妙思路。

与火星相比,金星的“地球化”改造就要困难得多了。金星的公转轨道半径仅为地球的0.7 倍,金星表面每单位面积的太阳能入射量却是地球的1.9 倍(金星自转周期为243 天),这样一来,金星就变成了灼热的“地狱”。在金星上,不仅生命所必需的水被完全蒸发,就连铅这样的金属都被熔化了。由于金星上还有由二氧化碳构成的非常浓密的大气层,所以其温室效应异常强烈,由此导致金星地表气温高达460℃,地表气压为地球的90 倍。很明显,金星是一个高温、高压的恐怖世界。

要想让金星环境变得像地球,首要任务就是为金星降温,也就是说,要大大弱化金星大气的温室效应。怎样为金星降温呢?有一种方法,这就是部分清除金星大气,可以通过加速金星的自转来实现。还有科学家提出,可以让大小适当的小行星相继从适当的方向冲撞金星。

此外,为了让金星永久冷却,还可考虑在金星与太阳之间的重力平衡点(所谓的“拉格朗日点”)建造巨型遮阳伞,用其阴影遮住金星。至于金星缺水的难题,可以通过让彗星冲撞金星,从而将水带给金星。事实上,彗星含有大量的冰,地球上最早的水有可能就是由撞击地球的彗星带来的。

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网友评论
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显示评论内容(3)
  1. 发呆的梦2023-12-21 07:21发呆的梦[山东省网友]203.89.138.158
    3.如果他星球也能像地球样孕育生命那将会是人类探索宇宙又个壮丽目标期待科学发展和探索!
    顶4踩0
  2. 徘徊在十字街头2023-10-25 22:37徘徊在十字街头[天津市网友]103.36.22.114
    2.对于如何“地球化”他星球科学家们还有很多探讨和研究工作要做这绝对是个让人兴奋前沿课题。
    顶0踩0
  3. 二十2023-08-30 13:54二十[四川省网友]203.30.251.69
    1.这个话题真有趣!想象如果他星球也能像地球样适合生命会是怎样场景呢?
    顶2踩0
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