随着人类社会的发展
加上不断的对大自然索取
越来越多的问题出现了
全球变暖
土地荒漠化
海洋污染
这些问题一天比一天严重
想象一下
如果有一天
我们生存的地球
真的不再具备生存条件
人类该怎么办
今天我们来聊一下火星
这个与地球如此相似
又如此不同的世界
火星 英文名字 Mars
西方称火星为“玛尔斯”
即罗马神话中的战神
相传火星因其明显的红色外观
而引人注目
这种红色使古人联想到血液
进而与战争联系在一起
在罗马神话中
玛尔斯是战争之神
也是农业和守护之神
是朱庇特和朱诺的儿子
被认为是罗马帝国的保护神
因此这个名字就一直延续了下来
在古汉语中
因为它荧荧如火
位置、亮度时常变动
让人无法捉摸
因而也被称之为“荧惑”
火星是离太阳第四近的行星
质量、体积仅比水星略大
以硅酸盐岩石为主要成分
和水星 金星 地球一样
被称为类地行星
直径约为地球的一半
在地球上，火星肉眼可见
之所以呈现橘红色是因为
在火星的地表分布着大量的氧化铁
而自从人类拥有了上天的本领
就一直致力于寻找
地球之外的生命
也一直在寻找
除了地球以外
其他适合人类居住的星球
火星 作为地球的邻居
也就自然而然
成为了目标之一
从古代神话中的战神象征
到现代科学探索的前沿
火星始终占据着特殊的地位
那么科学家为什么
如此执着于在火星上寻找生命呢
这颗星球上真的如人类推测的那样
在几十亿年前
曾经和现在的地球一样
拥有广阔的海洋
湍急的河流
温和的气候
以及社会文明吗
移民火星真的行得通吗
这个地方为何如此令人向往
看了今天这只影片
或许会让你进一步了解这个
神秘的星球
火星是什么样子
火星到底是什么样子
以直径、质量、表面重力来说
火星约介于地球和月球中间
直径约为地球的一半
月球的两倍
表面重力约为地球的38%
在火星上
你会感觉比在地球上轻很多
如果在地球上你能跳0.3米高
那么在火星上你能跳约0.78米
大约是地球上高度的2.6倍
这种情况下
人也可以搬动更重的东西
这一点类似于在月球上
只不过没有月球失重的那么厉害
火星的南北极
跟月球的近端和远端类似
在北极有一个超级大的盆地
直径约10,600公里
几乎相当于火星直径的一半
被称为北极盆地
面积占了火星表面积40%
我们知道 在月球南极
也有一个巨大的撞击坑
叫艾特肯盆地
也就是我国的嫦娥六号降落的地方
这个艾特肯盆地的直径约2500公里
而火星北极的这个盆地
是爱特肯盆地的四倍
也是目前已知的
太阳系中最大的撞击坑
科学家推论
在约45亿年前
火星曾遭到一颗
跟冥王星大小差不多的天体撞击
形成了这个大坑
后来慢慢的被沉淀物填平
成为现在这个样子
同时 在撞击之后
形成火卫一和火卫二
科学家推测
在发生撞击后
内核热能溢出地幔
内部搅拌逐渐停止
这种情况导致了
火星无法持续对流生成磁场
而地球是可以正常产生磁场的
这也是火星与地球最大的区别
加上火星体积小
相对表面积较大
火星核心冷却的速度
要比地球快
所以火星的温度
比地球要低
说到这里
可能有的小伙伴不太明白
我们举个例子
假如火星是一杯咖啡
我们在搅拌咖啡的过程中
火星会产生磁场
被撞击后
内部热量溢出
等到停止后
内部搅动也停止了
于是便不再产生磁场
再比如地球是一大杯咖啡
那么相比较起来
火星散热更快
同时没有了磁场的保护
太阳风吹走了大部分大气
使火星表面变得又冷又干
在这种环境下
即使水不结冰
也会很快蒸发掉
因此 现在的火星表面
找不到水源
火星平均表面温度约为-63°C
极地地区的冬季
最低温度可达-140°C
而赤道附近的夏季正午
最高温度反而可达20°C
同时 由于大气稀薄
火星的昼夜温差也很大
可达到100°C以上
这里有类似地球的四季
但每个季节持续时间
约是地球的两倍
因为火星绕太阳一周
需要687个地球日
差不多两年的时间
假如有一天
你有机会到火星上去
你会感觉到
那里的时间过的很慢
火星大气以二氧化碳为主
约占到大气的95%
而氧气只占了不到5%
那么氧气这么少
就算以前火星上有生命
他们怎么呼吸呢
曾经有一位俄罗斯的男孩
也就是人们所说的“火星男孩”
他声称自己的前世是火星人
说了很多关于火星的事情
其中就包括火星人是如何呼吸的
他说在火星上
火星人是靠二氧化碳呼吸
而不是靠氧气
而且火星人一般到了35岁左右
就不再衰老了
会活的很久
结合火星的一年相当于地球两年
他所说的35岁
也就是地球上的70岁
那么你觉得
火星男孩说的是真的吗
他的前世真的是火星人吗
火星极冠
火星有两个永久性的冰盖
南极极冠
分别在北极和南极
这两个冰盖也被称为极冠
为什么这么叫呢
因为这俩冰盖从太空中看
会呈现出一种圆形或椭圆形的样子
就好像是在火星上盖了两顶帽子
所以人们就给出了这个比喻
北极极冠相对较大
主要由水冰构成
厚度可达3公里
面积约100万平方公里
冬季可扩大到约300万平方公里
上面还有一层季节性干冰
厚度在1-2米左右
呈现出明显的螺旋状结构
也被称为"螺旋沟"
北极冠含有大约180万立方公里的水
什么概念呢
如果把这些水全部融化
相当于覆盖整个火星表面
11米深的水层
南极冠则相对较小
面积大约是40万平方公里
表层有大约8米厚的干冰
下面是水冰和尘埃的混合物
表面有许多圆形凹坑
看起来就像是奶酪的外表
科学家推测
这些凹坑可能是由干冰
的快速昇华造成的
因为在冬季的时候
南极地区温度可降至-140°C
导致大量CO₂凝结
而到了春夏季
温度上升
大约25-30%的CO₂会昇华
就形成了坑坑洼洼的样子
虽然南极冠没有那么大
但是年龄比较长
一些科学家认为
南极冠要比北极冠古老
可能形成于数亿年前
有人会问
同样是极冠
凭啥南极冠表层的干冰厚度
比北极的厚那么多呢
这个主要源于火星的轨道特性
火星的椭圆轨道
使得南半球的冬季更长更冷
因此导致更多的CO₂在南极积累
这两个极冠下层的水冰储量相当客观
所以马斯克将融化火星极冠的想法
作为他的火星殖民地计划一部分
他的想法是
在极冠上方引爆热核装置
释放被冰封的水和CO₂
增加火星大气密度
提高火星表面温度
创造可能的液态水环境
这个理论上是可行
但是在实施过程中
也会有各种各样的困难
NASA的研究表明
即使释放所有已知的CO₂储量
也无法使火星大气达到地球的1%
而且 从时间尺度来讲
即使开始实施
也可能需要数百年才能看到显著效果
所以说 目前来看
这只是一个理论性的概念
需要更多的火星研究和技术进步
才能评估其可行性
都很大
除了我们前面聊过的北极盆地
火星上的一切似乎都很大
首先 不得不提的就是
奥林匹斯山
奥林匹斯山
这座巨型火山不仅是火星上最高的山
也是整个太阳系中已知最高的山峰
差不多是三个珠穆朗玛峰的高度
面积约300,000平方公里
相当于意大利的面积
如果你站在奥林匹斯山脚下
根本就看不到山顶
因为它太高了
已经超出了火星大气层的大部分范围
平均坡度只有约5度
非常平缓
奥林匹斯山虽然很高
但它的基底非常宽广
底座直径超过600公里
比整个法国还要大
整体形状像一面巨大的盾牌
因此 也被称为盾状火山
科学家们认为
奥林匹斯山之所以能长得这么高
可能有以下几个原因
首先火星没有活跃的板块构造
火山热点保持在固定位置
长期持续喷发
在地球上
板块运动会使火山不断移动
限制了它们的生长
但在火星上
火山可以在同一地点
持续喷发数十亿年
最终形成如此巨大的山体
其次 低重力的环境
可能会使这个火山一直生长
而不会崩塌
第三 岩浆组成不同
火星岩浆可能比地球的更黏稠
这种黏稠的岩浆
有助于形成陡峭的火山锥体
同时 因为它也是盾状火山
相较于其他火山来说
可能更加不易倒塌
除了太阳系最高的山
火星上还有太阳系最大的峡谷
水手峡谷
这个峡谷长度超过4000公里
是美国大峡谷的4倍
如果在地球上
会从纽约延伸到洛杉矶
平均宽度100-200公里
最宽处可达600公里
深度6-11公里
位于火星赤道附近
是1971年由美国水手9号探测器首次发现
从太空中看
这条峡谷就像是一条大大的抓痕
自从被首次发现
这里就成为了火星探测器经常光顾的地方
并且在这里发现了
可能由水形成的矿物质
和季节性暗纹
也被认为是未来火星探测任务的
重要目标地
可能成为寻找火星生命痕迹的关键区域
梅杜莎槽沟层
是火星上一处
可能起源于火山的大型地质单元
也是已知太阳系最大的
火山灰沉积区域
覆盖面积约200万平方公里
厚度可达2.5公里
年龄大概约10亿至30亿年
它取名自希腊神话中的美杜莎
该地层看起来像一片起伏平缓的平地
而有些地方
也有因风蚀而形成的大片山脊和沟槽地形
根据美国的火星探测器
奥德赛号数据分析得出
这片区域底层下面
含有类似冰川的冰层
其数量与火星南极冰盖下的储量大致相同
同时 科学家发现
火星上最大的尘埃来源地
就是美杜莎槽沟层
可以说
这个地质为人类研究火星的地貌和历史
也提供了很大的帮助
探测编年史
人来开始探测火星可以追溯到
上个世纪60年代
当时冷战正酣
美苏两国展开了激烈的太空竞赛
1964年
美国的水手4号成功飞越火星
传回了21张模糊的黑白照片
虽然图像质量不高
但这标志着人类首次近距离观察这颗红色星球
1971年
苏联的火星3号
实现了人类探测器
首次软着陆火星表面的壮举
尽管它仅仅工作了20秒就失去了联系
同年
美国的水手9号成功进入火星轨道
成为首个绕火星运行的人造卫星
它拍摄了超过7000张图像
揭示了火星表面的诸多细节
包括巨大的火山和峡谷
水手峡谷就是这个探测器发现的
1976年是火星探测史上的里程碑
NASA的海盗1号和2号探测器成功着陆火星
进行了第一次原位的火星土壤分析
虽然没有发现火星上存在生命
但为后续的探测任务
奠定了坚实的基础
进入21世纪后
火星探测进入了黄金时代
2004年
NASA的机遇号和勇气号探测车
成功登陆火星
这两个"双胞胎"探测车
远远超出了预期的90天任务寿命
特别是机遇号
它在火星上工作了惊人的14年
行驶了超过45公里
大大拓展了我们对火星的了解
它们发现了火星曾经存在液态水的确凿证据
同时发现了赤铁矿球体
也就是人们所说的火星蓝莓
除此之外 还发现了含水矿物
2012年8月
好奇号探测车在一片惊心动魄的气氛中
成功降落在火星表面
这辆汽车大小的探测器
配备了最先进的科学仪器
极大地提升了探测火星的能力
好奇号的发现令科学界兴奋不已
它不仅在火星岩石样本中检测到了有机分子
还证实了火星盖尔陨石坑
曾经是一个适宜生命存在的湖泊环境
同时观察到季节性甲烷变化
研究人员推测
火星上的甲烷来源可能是地质过程
比如某些类型的岩石和水之间的反应
或者是来自埋藏在火星地下的微生物
但后来发现
也有可能是火星土壤变暖
使甲烷气体渗透到大气中
因为好奇号所在的位置
就在火星赤道附近
2018年
洞察号着陆器登陆火星
开始了首次深入研究火星内部结构的任务
它测到了"火星震"
证实了火星仍然存在地质活动
这对理解火星的演化历史具有重要意义
2020年是火星探测的大年
中国发射了天问一号
首次探测火星
实现了绕、着、巡三位一体的探测
全面研究火星的地质、大气和内部结构
美国发射了毅力号
携带了首个火星直升机"机智号"
开始为未来的火星样本返回任务做准备
阿联酋发射了希望号
也是首个阿拉伯国家的火星探测器
主要研究火星的大气和气候变化
这一年的火星探测活动展示了
人类在深空探测技术上的进步
移民火星？
相信很多人都听过
关于埃隆马斯克的
火星移民计划
2001年 马斯克就开始考虑
火星移民的想法
他打算在火星上建一个城市
可容纳100万人口
2002年他成立SpaceX公司
其长期目标就包括
让人类成为多星球物种
并且在华尔街日报的采访中表示
他打算在10-20年内将人类送上火星
具体目标如下
虽然目前人类的技术
已经对火星有了一定的了解
但是想要实现火星移民
确实面临着诸多挑战
比如以下这些问题
辐射问题
火星缺乏像地球那样的磁场和浓厚大气层
无法有效阻挡宇宙辐射和太阳辐射
长期暴露在高辐射环境下
会严重危害人类健康
增加癌症和基因突变的风险
必须有一种高效的
辐射屏蔽材料
或者增强人体抗辐射能力
资源问题
火星上缺乏人类生存所需的基本资源
如氧气、水和食物
长期依赖地球补给
在经济和后勤上都不可行
想要长期在火星生存
必须发展闭环生命支持系统
利用火星原位资源技术提取水和氧气
建立可持续的粮食生产系统
开发出适应火星环境的作物品种
重力问题
火星重力约为地球的38%
长期在低重力环境下生活
会导致骨质流失、肌肉萎缩
和心血管功能退化等健康问题
如果想要正常出行和生活
需要增强人体适应能力
比如开发特殊的运动设备
和药物治疗方案
心理问题
这种情况可能最普遍
长期与地球隔绝
生活在封闭且危险的环境中
移民者可能面临严重的心理健康问题
如抑郁、焦虑和人际冲突
需要精心设计居住空间
模拟地球环境
同时建立有效的通讯系统
保持与地球联系
或者说 开发一种虚拟技术缓解孤独感
环境问题
火星大气稀薄
主要由二氧化碳组成
平均温度极低
缺乏液态水
这些问题很棘手
虽然毅力号上已经有装置
可以将二氧化碳转化为氧气
但是要发展大规模工程
是一个长期项目
不得不说
马斯克的火星计划
是一个极具野心的长期计划
虽然听起来有点天方夜谭
但是 它推动了航天技术的创新
随着技术的发展和更多资源的投入
我们可能真的会看到
这个计划的某些部分
在未来几年或者几十年内实现
