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

人類(lèi)火星基地概念圖

來(lái)源：維基百科“火星殖民”詞條

溫度太低，幾乎沒(méi)有液態(tài)水，這些都是讓人類(lèi)及植物無(wú)法生存的原因。不過(guò)近年來(lái)，有科學(xué)家們腦洞大開(kāi)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(shuō)還是口說(shuō)有憑？

空口無(wú)憑下結(jié)論，肯定誰(shuí)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^(guò)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(guò)這些凍結(jié)的二氧化碳仍然可被陽(yáng)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(guò)增加局部區(qū)域的二氧化碳濃度來(lái)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(huì)吸收陽(yáng)光的熱量，這種固態(tài)溫室效應(yīng)會(huì)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(lái)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(lái)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(guò)這種材料，但是相互連接的二氧化硅納米層會(huì)阻擋紅外線(xiàn)，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(guó)宇航局的火星探測(cè)車(chē)，它們被用來(lái)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(wú)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(xiàn)輻射（如對(duì)人體危害最大的UVC）。也就是說(shuō)，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(yáng)光穿透，為光合作用提供足夠的陽(yáng)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(lèi)似地球上的溫室，水保持液態(tài)，植物可以生長(zhǎng)。

一層薄薄的低導(dǎo)熱性半透明材料既可透射可見(jiàn)光，又能阻擋了紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)而且由于熱擴(kuò)散的原因，地下宜居區(qū)域的深度會(huì)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(huì)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(shuō)。“從中可以產(chǎn)生許多有趣的工程問(wèn)題。”但顯然，距離實(shí)現(xiàn)還有很長(zhǎng)的距離，下一步研究人員打算在地球上類(lèi)似火星的地方測(cè)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(lái)源：universetoday

粉體圈 Coco編譯