​如果我们加热火星核心,那会怎样?答案扑朔迷离
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​如果我们加热火星核心,那会怎样?答案扑朔迷离

远在人类第一次抬头仰望荧惑以前,火星就已是荒芜的不毛之地,一片冰冷的生命禁区。火星的大气稀薄且剧毒,几乎完全是由二氧化碳构成的,火星表面的重力只有地球的38%,无法长期稳定地存留液态水,。但火星并非一直是一片荒芜,她也曾拥有过温暖的气候、厚实的大气层以及广袤的海洋,或许有朝一日我们可以重见火星的旧日荣光。

今天,一切谜底都将揭晓,我将为您解答那个特别的问题;如果我们加热火星地核会如何?你是否为未知之事而感到心痒?你会同我一道寻求真相吗?

一份来自美国国家航空航天局喷气推进实验室2003年的研究指出,火星的地心并非未完全冷却凝固。通过观察太阳引力对火星的影响,喷气推进实验室发现“火星仍有部分地核处于熔融状态,这表明火星地核要么是完全处于熔融态,要么是在熔融的外层之下还有着固态的内核,。”地球在地核外部的熔融物质的底下有着一颗固体内核。液态外核与固体内核通过对流交换热量,因为地球自转而产生磁场。有磁场之后,地球便可以抵御太阳风的侵袭,防止带电太阳风将大气层逐渐剥离,使得生命可以在地球表面繁衍、壮大。发生于地核之上的地幔对流也是板块运动、大陆漂移、火山地震以及造山运动的内在动因。

火星之上高达22公里的奥林匹斯火山与其他种种地震留下的痕迹——或者是叫“火星震”——无不表明这颗星球曾经有着一颗比现在更活跃的核心。而这个比地球上的最高峰喜马拉雅山还要高1.5倍的怪物——奥林匹斯火山,如今已然沉寂。虽然一切证据都表明,在火星地表之下,地幔对流仍可能在继续,但这仍不足以帮助火星留住大气。

事实上,火星大气的厚度只有地球大气层厚度的一百分之一,而大气正是生命繁衍所最仰赖的屏障。这意味着如果人类想要立足于火星之上,我们要么只能先对整颗星球进行宜居化改造,要么只能建立一套由数以百万计的部件构成的复杂精密的人造殖民地。第一个方案野心十足,但很可惜,我们当前的科技对此无能为力,而在第二个方案中,系统中任何一个部件出问题都可能会导致整片殖民地面临灭顶之灾。

火星磁层比地球磁层微弱的一个原因是行星的大小。火星的直径约为地球的一半,一些专家估计,即使在它最活跃的时候,内部热量也只有地球的10-15%。随着时间的推移,这些热量会消散,并且行星的地壳和地幔中由放射性衰变而产生的热量也有保质期。这就是30至40亿年前火星上发生的情况,也是它形成今天我们在天空中所看到的荒凉的红岩的原因。

它冷却得如此之快,以至于不能再产生磁场,它的大气层开始被太阳的极强能量剥离。这个过程实际上正在进行。最野心勃勃的火星地球化方案之一是启动在军事中心的对流,以创建一个新的磁层。由于火星确实有大气层,并且可能在其生命之初10亿年中滋养了各种生命,所以假设这是一个可行的方案。毕竟,今天的磁层没有完全消失,它只是非常弱。

还有一些其他的方法可以给火星提供一种可呼吸的大气——例如,让火星充满像无毒的全氟碳化合物(PFC)这样的温室气体,其流动速度比太阳风吹走它们的速度更快。但这将需要数百家专门向地球表面排放气体的工厂。我们或许还能 将一颗配备磁盾的卫星送进火星轨道,这一想法实际上是美国宇航局(NASA)的研究人员于2017年提出的。

这可能采取一种大的,带电的铜电磁阀,但这需要大量的电力,而且在如此大的磁铁附近放置灵敏的设备这本身就存在问题。所以,值得注意的是,加热核心以启动对流并不是一个可替代的疯狂方案。但我们如何才能切实做到这件事呢?我们首先要想出钻到行星中心的技术。即使有这么少的对流,火星内部依然非常非常热,我们需要一种能够承受这种难以置信的温度和压力的金属。钻井的首选材料是钻石,它可以胜任。火星核心的温度约为1500开尔文,在高温条件下,钻石可以承受两倍以上的温度。

然而为了防止其融化,你所有的设备都需要通过耐高温的材料来建造。然后通过将其地核加热的方法(如使用巨大的核弹),当它被加热到足够热时火星就能自己完成这一过程。然而,将核弹运到火星并带着它们穿过外星岩浆的熔融隧道再在地下深处引爆,这一行为有些冒险,并且你并不清楚需要带多少颗核弹。但是,尽管火星的体积较小,它仍然需要巨大的能量来加热其地核,这可能比我们在地球上使用的能量还要多。我们的第二方案需要更多的耐心来完成,比起核裂变我们更可能使用核聚变。

核聚变和核裂变是创造能量的两种核反应方式。核裂变用于普遍的标准核电站,而核聚变则是发生在恒星地核内的反应,我们目前还没有能力利用这一反应来发电。如果我们能在将来找到一种更好的方法加热火星的地核,那我们就能设法将巨型核聚变发电机建造在火星深处,通过加热其地核并启动磁层来达成我们的心愿。这将为火星的历史开启一个新的、黄金时代(或绿色时代)。

随着时间的推移,火星将再次变得宜居。对于那些从事钻探工作的人来说,也许还不够快,但终有一天它将能够承载生命。火星的大气层从它存在起已维持了大约10亿年,所以它至少可以再维持这么久,如果我们保持发电机的话它甚至能维持更久。这段时间对于让火星发展到孕育出自己的生命来说已经足够长了,这可能让它曾经拥有的那些湖泊和海洋改变得更适宜为人类所居住。然而另外一种可能性是,火星不需要任何外来干预就自发地发生这种反应。正如45亿年前太阳系的黎明时分,它确实是自己形成并开始对流的。这是因为火星地核中自然形成的结晶有可能影响对流,并最终使其磁场重新启动。因此这种微弱的可能性是存在的。

虽然这样发生的可能性很小,但并不是没有可能。尽管对于目前来说这是不切实际的,但如果我们攻克难题并构思出一些巧妙的技术,加热火星并使其在未来几十亿年里维持生命就不是空谈。不过那将是我们加热火星地核之后会发生的事了。