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2019-08-01模擬溫室效應可望改造火星成適居環境 596 期

Author 作者 編輯部
隨著氣候變遷、地球人口持續上升及環境資源的限制,使得有些人開始思考移居另一個星球的可能;而火星,是最為人熟知的其中之一。不過,火星地表普遍低溫且紫外線強烈,別的生物不說,人類肯定吃不消。此外,去(2018)年在美國航太總署(NASA)的資助下,科羅拉多大學(University of Colorado)等校的研究者也發現,即使處理所有火星上的可用資源,最終所能產出的大氣壓力也僅只地球的7%。想住在這?還差地遠呢!

1980年代以降,不斷有研究提出對火星進行環境改造,例如汽化(vaporize)火星的北極冰來產生水,或提取當中的二氧化碳等溫室氣體作進一步的運用。不過,畢竟茲事體大,若要完成這些「夢想」,人類的技術尚嫌不足,火星地球化(terraforming)在執行面上仍有難以突破的瓶頸。

也因如此,美國哈佛大學(Harvard University)、NASA噴氣推進實驗室(NASA's Jet Propulsion Lab)與蘇格蘭愛丁堡大學(University of Edinburgh)在合作時突發奇想:如果改變整個火星環境的計畫不可行,是否有可能進行區域性介入?於是遂著手進行研究,並在近日於《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊發布成果,指出在火星局部施放一種物質,便能模擬出溫室效應,進而改善這種極端的大氣環境。

此媒介的靈感來自於火星與地球先天環境的不同。火星的冰帽(ice caps)不僅含有固態水,也有被冰凍的固態二氧化碳,這使得太陽光在穿越冰晶的同時,也讓熱能被巧妙地保存下來,「固體溫室效應(solid-state greenhouse effect)」油然而生。此外,團隊也開始思考以固體溫室效應打造適居環境的可能性,如果想阻擋在太陽光,此物質必須同時符合「熱傳導性低」與「可被光線穿透」的條件。

於是,團隊選用矽氣凝膠(silica aerogel)進行實驗,它不僅是絕佳的絕緣體,其多孔的特性更讓它成為團隊心目中的首選材料。根據ScienceDaily報導,研究作者之一科柏(Laura Kerber)也提到,矽氣凝膠的優點在於不需花費太多能量維護,也能讓實驗區域維持溫暖。透過模擬,只要在火星中緯度區散布薄薄一層矽氣凝膠,便能將當地平均溫度調整到與地球相仿。

哈佛工程與應用科學院(SEAS)環境科學與工程學助理教授華德史沃斯(Robin Wordsworth)表示,由於可以利用現有材料與技術進行開發與系統性的測試,這個點子比起處理整個火星大氣層來說,要可行的多了。不過他也提到,至今人們仍不確定火星上是否有生命存在,如果有的話,人們該如何繼續執行相關行動,也是相當值得思考的議題。

延伸閱讀

 

1. R. Wordsworth, L. Kerber and C. Cockell, Enabling Martian habitability with silica aerogel via the solid-state greenhouse effect, Nature Astronomy, 2019.
2. Harvard John, A material way to make Mars habitable: Silica aerogel could warm the Martian surface similar to the way greenhouse gasses keep Earth warm, ScienceDaily.