如何改造火星，使其成为宜居地球？

禾口王君卤

如何改造火星，使其成为宜居地球？

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大气稀薄是火星的主要问题（气压只有地球的1%），气压太低，水就难以凝结为液态。大气的缺失是因为火星地下的岩浆活动整个都停止了，火星的地下缺乏像地球一样的岩浆熔岩柱的循环，因此火星也没有像地球一样的地磁场来保护她的大气以及生活在地表的生物免受宇宙射线的辐射伤害（没有地磁，宇宙带电射线就不会被偏转，直射地面）。火星就是颗死了“心”的行星，可能是因为体积太小，难以保温，内部熔岩早已经冷却了，火星离太阳远不说，旁边还没有像木星那样的大哥照应，木星的很多卫星都有火山活动，因为木星的引力场不断挤压这些卫星，变相地向它们输送了大量能源。

所以要把火星改造成为人类可以在其地表自由生活的宜居地球是非常困难的，火星有点像太阳系大家庭里面发育不良的弃儿，不像地球这么有朝气，也不像金星那么丰满，更没有像水星那样被太阳娇宠。火星的条件确实差了点，而且火星背靠小行星带，遭到撞击的可能性也不比地球低，大气稀薄，挡都挡不住，真是让人操心的孩子……

但是宜居也并不意味着必须要生活在开放的大气当中（火星的气压不到地球的1%）。对于火星的改造应该考虑堡垒式的封闭性改造方案。也就是说建造密封的生物仓。毕竟改造火星整个大气环境成本太过于昂贵。

堡垒式设计的一个重要原因是因为火星有太阳系中最大的沙尘暴，速度超过160公里/小时，可以从一个小区域的风暴变成覆盖整个星球的巨大风暴，并往往发生在火星最接近太阳时，而且已被证明会增加全球温度。有了地堡，即便地堡被埋，问题都不是很大。
生物仓地堡的能源供应应该考虑核裂变反应堆，建设在火星两极有冰川和冻土覆盖的区域，一方面有利于反应堆获取循环水控温，另一方面也有利于融化冰盖为全球提供水源——火星的冰盖如果全部融化，水量足够把整个火星表面平均淹没到11米深。

上图：火星极地的冰盖


因为火星不大，那么可以考虑铺设全球的输水和供电管道。考虑到各聚居地可以采用水循环系统来回收水源，那么输水管道不需要很大的流量，水的消耗主要是在点解制氧、制氢等方面。有了能源，其他就好办。

上图：地球，火星和月球大小比例


例如植物可以栽培在密闭的温室当中，温室顶部用高强度透明材料，诸如碳纤维石英复合玻璃。这样白天可以利用太阳光照，而夜间或者火星风暴来袭的时候则可以用核电厂的电能。
火星距太阳的距离是地球的1.52倍，太阳辐射的能量只有地球的43％，所以仅仅靠阳光来确保植物的光合作用可能不是很足，尤其是农作物需要极强的光照。

碳纤维石英复合玻璃是以石英玻璃为基体，以碳纤维为增强体的复合材料。碳纤维与石英玻璃在物理和化学上有较好的相容性，两者的复合可获得高性能复合材料。它的弯曲强度为600MPa，同未增强的石英玻璃相比高约11倍，断裂功7.9×10^3J/m2，增加了二个数量级，它还有极优良的抗热震性和较小的导热系数，可制成防热材料，在航天技术中已获得具体的应用。这种复合材料通常采用泥浆浸渗-热压法制造，工艺复杂、成本较高，且难以获得大的和形状复杂的部件。另外，由于高温下碳纤维氧化，致使500℃以上该复合材料的强度迅速下降，大大限制了其应用范围。

即便没有植物，只要能源供应和矿产能够确保，那么人类还可以通过科技合成食物和循环水合氧气。在能够移民火星的年代，这些科技问题已经改都已经解决了吧。但最后低重力问题是没办法解决的，这不像空间站还可以造一个环来制造重力。要站在火星的表面行走，这是必须要付出的代价。

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宜居地球的要求


想要把火星改造的适宜人类生存，我们首先要知道这几点。
科学家们根据地球生存环境，提出了星球宜居模型，意思是说当一个星球具备这几个条件时，就可能适宜人类生存。
这些条件分别是：

位于星系的宜居带中有一个处于稳定器的恒星外围有一颗大型行星的守护有一个相对于自身小不了太多的卫星有磁场液态水大气层

其中前3个条件地球和火星条件都差不多，这里不再讨论，我们重点讨论一下后面4个因素。

有一个相对于自身小不了太多的卫星


地球之所以演化出高级生命，其实和月球的存在有关。科学家研究发现，如果没有月球的存在，地球自转将会非常不稳定，地球温度也会变得非常不稳定，时而寒冷异常，时而炎热无比，反复无常的温度非常不利于生命的演化。

目前，火星拥有一个较为稳定的四季和昼夜，从这个角度来看，人类以及其他高级生命不需要对火星的卫星进行改造，就可以在上面生存。

磁场


地球磁场是全球性磁场，磁场的南北极与地球南北极刚好相反，物理上，地球的南极是磁场的北极，地球上的南极是地磁场的北极。指南针指的“南”是指地球磁场的北极、地球的南极。这一段有些绕，不理解也没关系。

我们知道，宇宙中有非常多的射线，其中有些射线对人体有害，比如太阳风，又叫“带电粒子流”，它具有非常大的破坏性，如果直接照射到人体，会导致人体DNA被破坏，很容易导致生物死亡。

好在，地球有全球性的磁场，地球磁场的磁力线从从磁场的北极出发，到达磁场的南极，也就是从地理地球的南极出发，到达地理地球的北极，将这些太阳风导向了地球南北极，从而保护了地球生命。

这也是为什么，地球南北极会出现极光的原因。

可以说，如果没有磁场，那么地球上将不会有高级生命诞生；而火星，据科学家研究发现，它没有全球性的磁场，只有局域性磁场，这意味着指南针在火星上将会失灵。

没有全球性磁场，还意味着火星上不适宜人类居住，通讯以及电磁设备将会失灵，人类很难在火星上完成高精密度工作。
如果人类想要改造火星环境，需要为火星布置一个人工全球磁场，而目前人类的技术还无法达到。

液态水


研究发现，火星存在着地下湖泊以及有液态水，不仅如此，还有许多水被锁在矿物质的晶格之中，虽然还没有证据表明火星上的水能够被饮用，但人类目前已经可以利用液态水提纯出可以饮用的水，因此这一点不用担心。

唯一需要担心的是火星上的液态水能否够人类饮用以及大规模工业生产。

大气层


火星大气层和地球大气层差不多，主要成分都是由二氧化碳，氮，以及氧气和水蒸气，不同的是两者成分的比例。

火星大气层和地球还有一点不同的是，火星大气层的密度不到地球大气层的1/100，这意味着火星上空气非常稀薄，不足以供人类使用。
可能会有一些人说：“人工制造空气排放到火星大气层就可以了。”，事实上，火星上之所以空气稀薄，并不是火星自身不能产生空气，而是火星没有全球性磁场，一旦太阳风吹过，就可以带走大量火星空气。

这意味着人类即使努力生产空气，也不足以弥补太阳风带走的空气。
除了以上这三点需要改造外，还需要在火星上建立一个健康丰富的食物链。

食物链


我们知道，人类想要在一个星球长期生存下去，需要在星球上建立一个丰富的食物链，这个食物链的物种多样性越丰富，人类可持续生存的概率就越大。

我们先看一下地球上的食物链。
地球上有非常多的食物链系统，比如以老虎为顶级消费者的食物链，以鲨鱼、鲸鱼为顶级消费者的食物链；以及以北极熊为顶级消费者的食物链。
不同的地区，会根据自身的地理环境以及温度演化出完全不同的食物链系统，完全复制这些生态系统并不现实，人类只能挑选几个对人类至关重要的生态系统。

最简单的方式是引入鸡的生态系统，我们知道，鸡肉是人类重要的蛋白质来源，而且鸡的食物链简单，谷类以及植物或者昆虫都可以当做鸡的食物。

相比于牛而言，饲养鸡对环境的要求更低，因此，该生态系统较容易在火星上改造成功。

总结


如果想要改造火星的环境为人类所用，那么首先要把火星的地磁场建立起来，而目前人类的科技水平还无法达到。
等到火星地磁场建立起来时，再去改造大气成分以及液态水，成功之后再引入鸡的生态系统，如果一切顺利，那么人类或许就可以在火星上生存。

普通人物怨

如何改造火星，简单的来说我们是有标准的，地球的环境是什么样子的，我们就把火星改造成什么样子的。因为只有火星的环境和地球差别不大了，我们才能去到火星上面生活啊，是这样吧？

火星是地球的邻居，它和地球的距离在5570万千米到12000千米之间。可是火星上的环境和地球有着天壤之别。火星气候寒冷干燥，空气稀薄，没有可供人类呼吸的氧气。如果不进行改造的话，人类是无法在火星生存的。

因而，人类要改造火星，让它变成宜居地球主要围绕这三点进行：升温、释放大气和制造氧气。

火星升温。

火星上的气候要比地球冷得多，平均温度大约为-55℃。而地球的平均温度大约在15℃左右，火星平均温度比地球低了70℃。火星冬季的时候更加寒冷，可以达到-133℃。夏季的时候能暖和一些，有些地方可以升到27℃。这么低的温度人类是很难在火星上生存的。
因此，人类改造火星的首要任务，就是给火星升温。科学家想了很多给火星升温的办法。

其中的一个办法是造一面直径超过120公里的大镜子，放在火星上空21千米以上的轨道上，用来反射太阳光来给火星加热。另一个办法就是在太空中寻找有冷冻氨气组成的小行星来撞击火星以增加火星大气中的温室气体氨气的含量。第三个办法就是在火星上建造化工厂不停的制造四氟化碳。这也是一种温室气体。科学家计算，如果每小时向火星大气中排放1000吨的四氟化碳，30年就可以使火星平均温度上升27.8℃。
这三种给火星升温的办法，大家觉得那个比较靠谱呢？

释放火星大气。

火星上的大气太稀薄了，大气密度只有地球的1%。火星稀薄的大气中虽然95%是温室气体二氧化碳，但是由于过于稀薄无法产生明显的温室效应。在火星的低气压下，水是无法以液体的形式存在的。虽然在火星地下发现了液态水，但是火星地表是留不住液态水的。

其实，当火星升温后，保存在火星土壤中的二氧化碳就会被释放出来，气压逐步增加；土壤里面的冰也会融化成水，水蒸发形成水蒸气，开始产生雨雪天气现象。当火星上的大气压增加到地球的20%的时候，人类不用穿太空服只需背个氧气袋就可以在火星表面活动了。这时我们就可以向改造火星的第三步迈进了。

制造氧气。

当火星大气压达到地球的20%以上的时候，火星上最温暖的赤道地区的温度就可以常年保持在零度以上。地面上已经出现了河流和胡泊，我们就可以种植植物了来产生氧气了。火星大气中含有丰富的二氧化碳，可以为植物提供充足的原料来进行光合作用产生氧气。或许那时候人类已经培育出了能够大量产生氧气的超级植物。

另外火星上到处是氧化铁矿物，人类也可以通过这些矿物还原出大量的氧气。

在未来火星边温暖了，火星大气变厚了，火星氧气足够供我们呼吸的了，又有了植物提供的食物；那时候我们就可以在过年的时候去火星看看水手大峡谷，攀登太阳系最高山峰奥林匹斯火山了。
科学家认为整个过程需要2万年甚至是10万年的时间。这需要一代又一代的火星先驱者们去火星垦荒。然而现在我们还没有登上火星呢？在畅想移民火星的同时，还是回过头来好好保护地球环境吧！
大家觉得人类未来有可能移居火星吗？大家觉得我说的有道理的话，随手点个赞吧！

aaron_cybertime

火星要如何改造，才能适合人类生存？
火星的条件是比较恶劣的，要将火星改造到人类可以生存的话，需要有几大条件才可以！

火星距离太阳约2亿千米，按太阳系宜居带计算，火星仍然在其冷边缘，基本上是符合生命生存的首要条件的，但其天然条件十分恶劣，其气压极低，不足地球的1%，而且二氧化碳占了绝大部分；除了火星赤道地区白天温度超过20度左右外夜间由于没有海洋与大气的温室效果，温度将下降到-80度，并且火星土壤中含有高氯酸盐，不适合种植.....
一、首先要制造温室效应让火星的温度上升，这个二氧化碳可以来自与火星两极的干冰，如果全部升华也许能有一些效果！

似乎这一步相对比较简单，以太阳能为热量来源，在近火轨道上对南极地区聚焦形成融化两极冰块看起来不是特别困难！
二、需要制造一个磁场 以保护火星的大气层不被太阳风剥离，因为稀薄的大气层的顶端会成为太阳风剥离剥离的逃逸层，而没有磁场保护的火星这个问题尤为严重，否则好不容易制造出来的二氧化碳其他早已被太阳风刮跑了....

这绝对是一个艰巨而又耗资极大的任务，火星的L1点比较合适，但以现在的技术几乎就是不可能的，而且巨大的投资，只要地球不是明天就毁灭是不会去花这个冤枉钱的。
三、火星的水源在哪里？火星的水源来自于两个区域，南北极的水冰（干冰之下也会有水冰），火星的地下水.....能找到卤水湖，那么也应该有淡水湖，未来的火星找水计划也许能给予我们惊喜，在大气压上升到适当的压力后，就可以开始释放水，与二氧化碳一起加剧火星的温室效应！并且还可以增加大气压.....

欧空局发现卤水湖所在的区域，说明这一步真的非常有希望......
四、水和大气具备后，就可以开始培养藻类物，开始为火星的大气层增加氧气，当然这个过程可能需要上千年，但只要开始了，总是会有成功的一天，不过火星土壤也要改造，因为高氯酸盐的含量过高会导致植物生长受阻，当然这些技术都具备：

一些列改造火星的计划，从理论上看来确实可行的，但在没有地球末日威胁的紧迫性下是不会有人去投资这种过程长达数千年的计划的，而且回报也是一个未知数，另外.....这个投资也许将严重影响人类的发展！

也许这种小规模的半永久性科考站还是比较靠谱的

或者这种穹顶建筑也是可以的....毕竟这些成本还算是在可控范围.........!!