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火星任务:揭晓环境是否适宜人类居住

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:太阳系内各行星那么,火星适不适合人类居住呢?由于火星的“类地”特性,它一直被认为是太阳系中除地球之外,最有可能存在生命的行星。由此可见,火星的大气环境与地球相去甚远。或许,在几千、几万年之后,火星上的冰冻水会有所改变,那时人类移居火星的计划才有可能付诸实践。至少现在来看,火星自身的环境条件显然是不合适人类居住的。

火星任务:揭晓环境是否适宜人类居住

近些年来,我们常常听到“火星探索”“火星开发”这样的话题。一时之间,“地球人准备移居火星”也成了大家感兴趣的谈论焦点。那么,在遥远的未来,我们地球人去火星居住的心愿究竟能不能实现呢?又有多大概率能实现呢?

众所周知,火星与地球一样,是太阳系八大行星之一。按照距离太阳由近到远的顺序排序,火星排在第四位。正因为如此,火星与地球存在着很多相似的地方,譬如离太阳比较近,体积和质量比较小,表面温度比较高,由岩石构成……因此,火星属于类地行星。

太阳系内各行星(图片来源:NASA)

那么,火星适不适合人类居住呢?

对于这个问题,我们就要先从火星的环境说起了。

火星的表面积比地球的小,直径大约是地球的一半,因表面覆盖着赤铁矿(化学成分为氧化铁)而呈现出橘红色,被称为“红色星球”。火星干燥的地表遍布着大大小小红色的沙丘和砾石。所以,火星算是一个“沙漠行星”,远远看起来就像燃烧的火球,呈现出一片耀眼的赤红色,却又充满荒凉落寞的沧桑感。

火星和地球一样,拥有各种各样的地形:高山、平原、峡谷,还有陨石坑。不过,火星南北半球的地形有着强烈而鲜明的对比:北方是被熔岩填平的低矮平原,南方则是由陨石坑组成的古老高地。其中,还包括太阳系最高的奥林匹斯山和太阳系最大的水手号峡谷。

红色星球

在地球上,我们在夜里能看见月球,因为月球是地球唯一的天然卫星。火星的天然卫星并不唯一。火星有两颗天然卫星:火卫一和火卫二。火星的这两颗天然卫星具有不规则的形状,运行轨道也有些与众不同,火卫一不断接近火星,火卫二则不断远离火星。这种独特且有趣的现象是火卫一、火卫二在运行过程中别具一格的特色,是我们最熟悉的地球卫星月球无法做到的。

由于火星的“类地”特性,它一直被认为是太阳系中除地球之外,最有可能存在生命的行星。基于此,人类对火星的探索也一直在持续不断地推进。如果火星具备生命存在的条件,人类移居火星的梦想就不再是一句空话,且有很大机会在未来变成现实。

火星和它的两颗卫星火卫一和火卫二(图片来源:NASA)

我们都知道,阳光、空气、液态水是生命存在的三个必要条件。那么,火星是否具有这样的条件呢?

我们先来谈一谈火星的大气环境。

火星的大气层非常稀薄,表面气压很低。大气的密度只有地球的百分之一,与地球上万米高空的大气密度差不多。而且,火星大气层的主要成分是二氧化碳,约占总比例的95%,氧气的含量极少,完全可以忽略不计。

另外,火星的大气层非常干燥。很多沙尘悬浮在大气层中,常常会导致猛烈的飓风和沙尘暴。火星表面的沙尘暴是火星大气中独有的现象,几乎每年都有区域性或全球性的沙尘暴出现。由于火星土壤中含铁量极高,令火星的沙尘暴染上了橘红的色彩,大气中充斥着红色尘埃,从地球上看去,犹如一片橘红色的云。

由此可见,火星的大气环境与地球相去甚远。

火星上有没有阳光呢?

火星大气的“极光”现象(图片来源:NASA)(www.xing528.com)

这个答案是肯定的。

阳光能够提升行星的气温。那么,火星上有没有适宜人类生存的温度呢?

这个答案现在来说有些复杂。

火星是太阳系的八大行星之一,它时时刻刻都在围绕太阳进行有规律的公转。火星的公转轨道是椭圆形的,但轨道的跨度极大,这就出现了一个很奇特、很有趣的现象:火星表面接受太阳照射的所有地方,表面的温差非常大。赤道地区的平均温度为27摄氏度,两极地区的平均温度却低至-133摄氏度。也就是说,火星上的地域温差大得超乎想象,每一天的气候相当于从地球的炎炎夏季直接跨到凛凛寒冬,且有过之而无不及。

当然,除了绕着太阳公转,火星也进行着自转。

火星的自转周期与地球的自转周期十分接近,两者仅相差短短的37分钟,火星自转轴的倾斜角度也几乎与地球自转轴的倾斜角度相同。因此,火星也像地球一样四季分明,寒来暑往。但火星比地球距离太阳远,导致火星上每个季节都比地球上相同的季节要寒冷,季节差异也就更加明显了。

不仅如此,光照强度也会极大地影响火星的温度变化。

在火星上,不但有类似地球的季节之分,而且能很清晰地分出气候“五带”:热带、南温带、北温带、南寒带、北寒带。可是,地域性巨大温差的存在,令人类向往火星的愿望变得更加渺茫了。

最后,是生命存在的一个重要条件:液态水。

美国国家航空和宇航局探索发现,几十亿年前的火星与地球十分相似,表面覆盖着液态水,曾是一个温暖而湿润的地方。后来,火星失去大气层,地表水也消失了。时至今日,火星上可能仍有丰富的水被冻在厚厚的地下冰层里,只有火山活动时才会释放出来。不过,世界各地的科学家们经过反复探索、研究、求证,还是没能揭开“火星水源”这个奥秘。

现在,许多科学家推测,火星历史上曾经有一段时间是温暖潮湿的气候,液态水也非常丰富,且很可能存在巨大的液体海洋。美国国家航空和宇航局经过一系列的探测研究,仍然没有在火星上发现液态水,但有证据表明,如今的火星应该在地下深处遍布着冰冻水。

当然,火星并非一直像今天这样是一片冰冻废墟。科学家们推测,在很早以前,部分液态水可能蒸发到了火星的大气层,很多年以后,通过火星磁场的复杂作用,被喷射到了太空。而剩余的那部分液态水,才是美国国家航空和宇航局探测到的深层冰冻水。

不管怎样,至少到现在为止,火星上并没有人类生存必需的液态水。或许,在几千、几万年之后,火星上的冰冻水会有所改变,那时人类移居火星的计划才有可能付诸实践。

美国国家航空和宇航局好奇号火星探测器拍摄的火星表面河道沟壑的照片(图片来源:NASA)

总之,火星环境与地球环境相比,可以说是天壤之别,彼此相差太远了。

在将来的日子里,如果我们人类真想移民到火星,就必须做好接受火星环境考验的准备。至少现在来看,火星自身的环境条件显然是不合适人类居住的。但毫无疑问,这是实现移居火星的第一步。只要迈出了第一步,人类移居火星的梦想就有可能实现。然而,火星上存在的危机不仅仅是环境带给我们的巨大障碍,还有其他更多、更危险的考验在移居火星的漫长旅途中等待着我们。

好奇号火星探测器在火星拍摄的河床照片(图片来源:NASA)

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