1971年，天文学家卡尔?萨根提出“行星工程学”融化火星极地水冰，创造温和环境。天体生物学家克里麦克凯伊认为只要火星上存在足够的二氧化碳、水和氮，就完全可以对火星进行地球化改造。但根据一项新研究，现有技术根本无法改造火星环境。
火星地球化改造过程
一些科学家认为对火星进行地球化改造并非一个遥不可及的梦想。如果能够让这个梦想照进现实，死一般沉寂的火星将变成一颗生机勃勃的星球。所谓的地球化改造是指：利用冰封在土壤中的二氧化碳再造火星大气层。这种温室气体的升温效应将改变火星气候。随着温度升高，地上和地下的大量水冰融化。最终，火星上将出现与地球类似的海洋和可以呼吸的空气。
火星地球化改造并不是最近才有的想法。早在1971年，著名天文学家卡尔?萨根便提出“行星工程学”的概念。具体地说，就是融化火星极地水冰，从而创造出更温和的环境。20年后，天体生物学家克里斯多弗?麦克凯伊重新聚焦这一想法，认为只要火星上存在足够的二氧化碳、水和氮，不断挥发并进入大气层，就完全可能对火星进行地球化改造。但根据一项新研究，利用现有技术根本无法将火星变成地球的后花园。
经过地球化改造的火星
此项研究由科罗拉多大学的行星学家布鲁斯·贾科斯基和北亚利桑那大学的克里斯托夫·爱德华兹进行。贾科斯基表示：“我们首次对火星上的二氧化碳储量进行合理评估。大量二氧化碳迷失在太空中，只有少量存在于极地水冰和浅层含碳矿物，深层碳酸盐的储量仍是一个未知数。”即使将禁锢在岩石和水分子笼形化合物中的二氧化碳算在内，仍无法达到地球化改造的要求。贾科斯基说：“即使将所有这些二氧化碳注入大气层，数量也不足以让火星大幅升温。”
经过地球化改造的火星
地球表面的大气压在1巴左右。你需要在火星上释放大量二氧化碳，才能让地表温度达到冰点以上。即使气压达到250毫巴，也足以在很大程度上改变火星气候。火星当前的地质特征和地表形态说明，古代的火星曾存在液态水。也就是说，火星一度拥有足够高的温度和气压，如此才能留住液态水。
贾科斯基指出如果火星的二氧化碳比重与地球和金星相同，意味着相当于20巴的二氧化碳以碳酸盐的形式矿化，冻结在极地冰层中。他说：“过去40年，火星探索的重点始终是搜寻碳酸盐沉积物。科学家认为这种物质一定存在，因为二氧化碳一定躲在什么地方。如果二氧化碳躲藏在地壳，我们可以获取。如果进入高空并迷失在大气层，那就一去不复反。”
艺术概念图，火星基地栽种的作物
根据新的雷达数据，科学家更新了火星极地冰盖的二氧化碳数量。火星侦察轨道器收集碳酸盐分布数据。“火星大气与挥发演化”探测器自2014年开始环绕火星运行，对迷失在太空中的二氧化碳进行量化。如果你是一名火星地球化改造的支持者，你一定对观测数据感到非常失望。
极地冰盖能让你拿到大约15毫巴，露天开采的碳酸盐矿也只能贡献不到15毫巴，即使深入地下开采，最多也不过150毫巴。表皮土吸收的二氧化碳呢？即使对深度100米的火星土壤进行处理，也只能拿到40毫巴。贾科斯基说：“让火星大气压升高40或者50毫巴以上几乎是不可能的。没有足够的大气压，便无法对气温产生实质性影响。即使你能够将气压升高幅度提高两三倍，也达不到大幅升温所需的程度。”
载人探火任务艺术概念图
贾科斯基也许是错的。地球化改造先驱者克里斯多弗?麦克凯伊认为希望仍旧存在。他说：“地球化改造的关键是火星上的CO2、N2和H2O数量。不幸的是，这个问题尚未找到确切答案。”“火星大气与挥发演化”探测器的观测数据只证明部分二氧化碳逃逸，而不是全部。也就是说，火星上仍可能存在大量二氧化碳。麦克凯伊说：“对于火星地下的二氧化碳数量，我们仍不确定。我们并没有掌握准确数据，需要进行深度钻探，以找到确切答案。”
火星探测不断带来惊喜。上周，科学家宣布在火星南极地下发现一个液态水湖。当前的观测数据并不能阻止火星改造倡导者的脚步。火星学会主席、《赶往火星：红色星球定居计划》作者罗伯特·祖布林表示，贾科斯基公布的数据确实让人陷入悲观。不过，祖布林并不需要1巴，只需要300毫巴，也就是珠峰上的气压。他说：“200毫巴气压就意味着无需穿航天服。你可以建造一个半球形栖息地，内部和外部气压相同。”
经过地球化改造的火星
祖布林和麦克凯伊都对火星地球化改造抱有很高期待。火星表皮土含有大量氯，可以用这些氯生产氯氟化碳——一种人造温室气体。我们也可以借助所谓的“超级温室气体”完成改造工作，但前提是知道任何制造和释放，同时又不破坏火星的臭氧层。一旦臭氧层破坏，紫外辐射将与宇宙辐射一起轰炸火星。（如果你认为能够对火星进行地球化改造，你也一定相信人类活动导致气候变化，因为两者的过程是一样的。）
“好奇”号火星车，正对火星进行勘测
火星上的水与地球不同，如果火星上存在生命，也一定不同于地球生命。利用地球生命对火星进行改造虽然是一个创世过程，但对于火星本土生命则是一个灭世过程。改造火星不仅是一个科学和政策问题，同时也是一个伦理问题。
一定要改造火星吗？贾科斯基对火星地球化改造的合理性提出质疑。他说：“有人认为应该给地球找一个备份，一旦我们把地球玩坏了，便可以启动这个备用系统。我觉得这种观点站不住脚。相对于改造火星环境，保护好地球环境显然要容易的多。我们为何要舍近求远，舍易求难？”
