就連小朋友都知道，火星是太陽系除了地球以外最適合人類生存的地方。但即便如此，只要你一查資料，就會發(fā)現(xiàn)它的環(huán)境還遠(yuǎn)不到人類可以生存的標(biāo)準(zhǔn)。

人類火星基地概念圖

來源：維基百科“火星殖民”詞條

溫度太低，幾乎沒有液態(tài)水，這些都是讓人類及植物無法生存的原因。不過近年來，有科學(xué)家們腦洞大開地提出：“或許二氧化硅氣凝膠能夠使火星變得宜居！”

二氧化硅氣凝膠

是瞎說還是口說有憑？

空口無憑下結(jié)論，肯定誰也不信。但在知道二氧化硅氣凝膠是怎么跟改造火星扯上關(guān)系之前，首先我們要了解一下火星的地理構(gòu)造。

我們都知道導(dǎo)致地球氣候變暖的重要原因就是因?yàn)槎趸嫉倪^度排放。但在火星上，接近80%的二氧化碳與水冰一同被凍結(jié)在兩極，不過這些凍結(jié)的二氧化碳仍然可被陽光穿透且吸收熱量。于是科學(xué)家就有了這樣的一個(gè)構(gòu)思，如果他們不試圖改變整個(gè)火星的環(huán)境，而是通過增加局部區(qū)域的二氧化碳濃度來逐漸改變那里的環(huán)境，是否就能建立起一個(gè)小型的、溫度適宜的、液態(tài)水能夠存在的生活區(qū)？

在夏季，火星兩極的二氧化碳會吸收陽光的熱量，這種固態(tài)溫室效應(yīng)會使冰層下形成小塊變暖區(qū)域，在這里可以看到冰層上的黑點(diǎn)。（圖片來源：NASA）

他們這種思路背后的關(guān)鍵就是二氧化硅氣凝膠，它是有史以來絕緣性最好的材料之一，是一種性能優(yōu)異的多孔材料，幾乎完全由空氣構(gòu)成（大約99.8%是空氣）。這意味著光可以穿過這種材料，但是相互連接的二氧化硅納米層會阻擋紅外線，大大減慢熱傳導(dǎo)的速度。目前氣凝膠現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于幾個(gè)工程領(lǐng)域，包括美國宇航局的火星探測車，它們被用來保持敏感電子設(shè)備的溫度。

研究人員建立了模擬在火星上條件的實(shí)驗(yàn)。他們用兩種硅氣凝膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn): 顆粒和瓷磚，發(fā)現(xiàn)無論哪種狀態(tài)的氣凝膠，只要在它們的“庇護(hù)”下，就都能有效地提高溫度且阻擋危險(xiǎn)的紫外線輻射（如對人體危害最大的UVC）。也就是說，只需要2至3厘米的二氧化硅氣凝膠薄層，就可以在火星表面建起一個(gè)由二氧化硅氣凝膠構(gòu)成的“穹頂”，既讓陽光穿透，為光合作用提供足夠的陽光；又能阻擋熱量流失，使水冰和凍結(jié)的二氧化碳融化，讓被其覆蓋的地區(qū)永久性變暖，變成一種適合居住的環(huán)境——類似地球上的溫室，水保持液態(tài)，植物可以生長。

一層薄薄的低導(dǎo)熱性半透明材料既可透射可見光，又能阻擋了紫外線和紅外線而且由于熱擴(kuò)散的原因，地下宜居區(qū)域的深度會隨時(shí)間而增加。

“不需要其他技術(shù)或物理學(xué)，只需要在表面上鋪一層這種東西，在下面就會有永久的液態(tài)水，”哈佛大學(xué)約翰·a·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院和地球與行星科學(xué)系環(huán)境科學(xué)與工程助理教授羅賓·沃茲沃斯說。“從中可以產(chǎn)生許多有趣的工程問題。”但顯然，距離實(shí)現(xiàn)還有很長的距離，下一步研究人員打算在地球上類似火星的地方測試一下二氧化硅氣凝膠的可靠性，如智利和南極洲的干旱山谷。

資料來源：universetoday

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