Terraforming - 在一个新的地方建设一个新的地球

有一天可能会证明，如果发生全球性灾难，地球上的文明将无法恢复，也无法恢复到威胁发生之前的状态。 保留一个新世界并在那里重新建造一切是值得的——比我们在自己的星球上做的更好。 然而，我们不知道有哪些天体已准备好立即定居。 人们必须考虑到这样一个事实，即需要做一些工作来准备这样一个地方。

1.《轨道碰撞》故事封面

地球化行星、月球或其他物体是假设的，没有其他地方（据我们所知）改变行星或其他天体的大气、温度、表面地形或生态以类似于地球环境并使其适合陆地的过程生活。

地球化的概念在该领域和现实科学中都得到了发展。 该术语本身被引入 杰克威廉姆森 （威尔·斯图尔特）于 1 年出版的短篇小说《碰撞轨道》（1942）中。

金星凉爽，火星温暖

在 1961 年发表在《科学》杂志上的一篇文章中，天文学家 卡尔·萨根 建议的。 他设想在他的大气中种植藻类，将水、氮和二氧化碳转化为有机化合物。 这个过程将从大气中去除二氧化碳，这将减少温室效应，直到温度降至舒适的水平。 多余的碳将集中在地球表面，例如以石墨的形式。

不幸的是，后来关于金星状况的发现表明，这样的过程是不可能的。 如果只是因为那里的云是由高浓度的硫酸溶液组成的。 即使理论上藻类可以在上层大气的恶劣环境中繁衍生息，但大气本身过于稠密——高大气压会产生几乎纯净的分子氧，而碳会燃烧，释放出二氧化碳。₂.

然而，我们经常在火星潜在适应的背景下谈论地球化。 (2)。 在 1973 年发表在《伊卡洛斯》杂志上的一篇文章《火星上的行星工程》中，萨根认为这颗红色星球是人类潜在的宜居之地。

2. 火星地球化下一阶段的愿景

三年后，NASA 正式解决了行星工程问题，使用了“行星生态综合”。 一项已发表的研究得出结论，火星可以支持生命并成为宜居星球。 同年，组织了第一届地球化会议，当时也被称为“行星建模”。

然而，直到 1982 年，“地球化”这个词才开始在现代意义上使用。 行星学家 克里斯托弗·麦凯 (7) 写了“地球化火星”，发表在英国星际学会杂志上。 该论文讨论了火星生物圈自我调节的前景，麦凯使用的这个词从此成为首选。 1984年 詹姆斯·洛夫洛克 i 迈克尔·阿拉比 出版了《绿化火星》一书，这是最早描述使用添加到大气中的氯氟烃 (CFC) 加热火星的新方法之一。

总的来说，关于加热这个星球和改变它的大气层的可能性已经进行了大量的研究和科学讨论。 有趣的是，一些改造火星的假设方法可能已经在人类的技术能力范围内。 然而，为此所需的经济资源将远远超过任何政府或社会目前愿意为此目的分配的资源。

有条不紊的方法

在地球化进入更广泛的概念流通后，其范围开始系统化。 1995年 马丁·J。 福格 (3) 在他的《地球化：行星环境工程》一书中，他为与该领域相关的各个方面提供了以下定义：

• 行星工程 - 使用技术影响地球的全球特性；
• 地球工程 - 专门应用于地球的行星工程。 它只涵盖那些涉及改变某些全球参数的宏观工程概念，例如温室效应、大气成分、太阳辐射或激波通量；
• 改造 - 行星工程的一个过程，特别是旨在提高地外行星环境在已知状态下支持生命的能力。 该领域的最终成就将是创建一个开放的行星生态系统，该生态系统模仿陆地生物圈的所有功能，完全适合人类居住。

福格还制定了行星的定义，这些行星在人类生存方面具有不同程度的兼容性。 他区分了行星：

• 有人居住 () - 一个环境与地球足够相似的世界，人们可以在其中舒适自由地生活；
• 生物相容性 (BP) - 具有允许生命在其表面蓬勃发展的物理参数的行星。 即使它们最初没有它，它们也可以包含一个非常复杂的生物圈，而不需要进行地形改造；
• 易于改造 (ETP) - 可以变得具有生物相容性或宜居性的行星，并且可以由存储在附近航天器或机器人先驱任务中的一组相对适度的行星工程技术和资源提供支持。

福格认为，在他年轻的时候，火星是一个生物相容的行星，尽管它目前不属于这三个类别中的任何一个——地球化它是 ETP 之外的，太难了，而且太贵了。

拥有能源是生命的绝对要求，但行星的直接或潜在生存能力的想法是基于许多其他地球物理、地球化学和天体物理标准。

特别令人感兴趣的是除了地球上更简单的生物体之外，还支持复杂的多细胞生物体的一系列因素。 动物. 该领域的研究和理论是行星科学和天体生物学的一部分。

您可以随时使用热核

在其天体生物学路线图中，NASA 将适应的主要标准定义为“充足的液态水资源、有利于复杂有机分子聚集的条件以及支持新陈代谢的能源”。 当地球上的条件变得适合某个物种的生命时，微生物生命的输入就可以开始了。 随着条件变得更接近陆地，植物生命也可能被引入那里。 这将加速氧气的产生，理论上这将使地球最终能够支持动物的生命。

在火星上，缺乏构造活动阻止了当地沉积物中的气体再循环，这对地球上的大气有利。 其次，可以假设红色星球周围缺乏综合磁层导致太阳风逐渐破坏大气（4）。

4 弱磁层不能保护火星大气

火星核心（主要是铁）中的对流最初产生了磁场，但发电机早已停止运作，火星磁场已基本消失，可能是由于核心热量损失和凝固。 今天，磁场是一组较小的局部伞状磁场，主要围绕南半球。 磁层的残余物覆盖了地球表面约 40% 的面积。 美国宇航局任务研究结果 专家 表明大气层主要是通过用高能质子轰击地球的日冕物质抛射来清除的。

地球化火星必须涉及两个同时进行的大型过程——大气的形成和加热。

较厚的温室气体（如二氧化碳）大气将阻止入射的太阳辐射。 由于升高的温度会增加大气中的温室气体，这两个过程将相互加强。 然而，仅凭二氧化碳不足以将温度保持在水的冰点以上——还需要其他东西。

另一个最近命名的火星探测器 毅力 并将于今年推出，将采取 试图产生氧气. 我们知道稀薄的大气中含有 95,32% 的二氧化碳、2,7% 的氮气、1,6% 的氩气和大约 0,13% 的氧气，以及许多其他更少量的元素。 该实验被称为 快乐 (5)是利用二氧化碳并从中提取氧气。 实验室测试表明，这通常是可行的并且在技术上是可行的。 你必须从某个地方开始。

5. 恒心漫游车 MOXIE 实验的黄色模块。

航天老大， 埃隆面具，如果他不把他的两分钱投入到关于改造火星的讨论中，他就不会成为他自己。 马斯克的想法之一是下降到火星两极。 氢弹. 在他看来，大规模轰炸会通过融化冰产生大量热能，这会释放出二氧化碳，从而在大气中产生温室效应，捕获热量。

火星周围的磁场将保护宇航员免受宇宙射线的伤害，并在地球表面创造温和的气候。 但是你绝对不能在里面放一块巨大的液态铁。 因此，专家提供了另一种解决方案 - 插入 w 振动点 L1 在火星-太阳系统中 伟大的发电机，这将产生相当强的磁场。

这个概念是由博士在行星科学愿景 2050 研讨会上提出的。 吉姆·格林，美国宇航局行星探索部行星科学部主任。 随着时间的推移，磁场会导致大气压力和平均温度升高。 仅升高 4°C 就会融化极地地区的冰，释放储存的二氧化碳₂这将导致强大的温室效应。 水将再次流向那里。 根据创作者的说法，该项目的实际实施时间是 2050 年。

反过来，哈佛大学研究人员去年 XNUMX 月提出的解决方案并没有承诺立即对整个星球进行地球化改造，但可能是一种分阶段的方法。 科学家们想出了 建造圆顶 由薄薄的二氧化硅气凝胶层制成，它是透明的，同时可以防止紫外线辐射并温暖表面。

在模拟过程中，事实证明，一层 2-3 厘米的薄气凝胶层足以将表面加热多达 50°C。 如果我们选对了地方，那么火星碎片的温度会升高到-10°C。 它仍然会很低，但在我们可以处理的范围内。 此外，它可能会使这些地区的水全年保持液态，再加上不断获得阳光，应该足以让植被进行光合作用。

生态环境改造

如果将火星重建成地球模样的想法听起来很奇妙，那么其他宇宙体的潜在地球化将奇妙的程度提高到 n 级。

金星已经被提及。 鲜为人知的是考虑因素 改造月球. 杰弗里·兰迪斯 美国宇航局在 2011 年计算得出，在我们的卫星周围创造一个压力为 0,07 大气压的纯氧大气层需要从某个地方供应 200 亿吨氧气。 研究人员建议，这可以通过月球岩石的氧还原反应来完成。 问题是由于重力低，他会很快失去它。 就水而言，早期用彗星轰炸月球表面的计划可能行不通。 事实证明，月球土壤中存在大量局部 H₂0，尤其是在南极附近。

其他可能的地球化候选者 - 可能只是部分 - 或超地球化，包括在外星空间体上创造 封闭的栖息地 对于人类（6），它们是：泰坦、卡利斯托、木卫三、欧罗巴甚至水星、土星的卫星土卫二和矮行星谷神星。

6. 局部地形改造的艺术视觉

如果我们更进一步，到系外行星，我们越来越多地遇到与地球非常相似的世界，然后我们突然进入一个全新的讨论水平。 我们可以在远处识别 ETP、BP 甚至 HP 等行星，即我们在太阳系中没有的那些。 那么实现这样一个世界就变成了一个比地球化技术和成本更大的问题。

许多行星工程提案涉及使用转基因细菌。 加里·金路易斯安那州立大学微生物学家，研究地球上最极端的生物，他指出：

“合成生物学为我们提供了一套很棒的工具，我们可以使用这些工具来创建专门针对我们想要规划的系统量身定制的新型生物。”

这位科学家概述了地球化的前景，并解释说：

“我们想研究选定的微生物，找到负责生存和对地球改造有用的基因（例如抗辐射和缺水），然后将这些知识应用于基因工程特别设计的微生物。”

这位科学家看到了从基因上选择和适应合适微生物的能力所面临的最大挑战，相信可能需要“十年或更长时间”才能克服这一障碍。 他还指出，最好的办法是开发“不仅仅是一种微生物，而是几种可以协同工作的微生物”。

专家们建议人类可以通过基因工程、生物技术和控制论增强来适应这些地方，而不是改造外星环境，或者除了改造外星环境。

丽莎·尼普 麻省理工学院媒体实验室分子机器团队的负责人表示，合成生物学可以让科学家对人类、植物和细菌进行基因改造，以使生物体适应另一个星球上的条件。

马丁·J。 福格，卡尔萨根禁食 罗伯特·祖布林 i 理查德 L.S. 泰洛我相信让其他世界适合居住——作为地球上不断变化的环境生命史的延续——是完全不可接受的。 人类的道德义务. 它们还表明，无论如何，我们的星球最终将不再可行。 从长远来看，您必须考虑搬家的必要性。

尽管支持者认为与贫瘠行星的地球化无关。 伦理道德问题，有意见认为，无论如何干涉自然都是不道德的。

鉴于人类早期对地球的处理，最好不要让其他星球暴露于人类活动中。 克里斯托弗·麦凯认为，只有当我们绝对确定外星球没有隐藏原生生命时，地球化在伦理上才是正确的。 即使我们设法找到它，我们也不应该试图改造它以供我们自己使用，而是以这样一种方式行事： 适应这种外星人的生活. 绝不是反过来。

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