模擬的火星地球化過程
來認識或許是下個地球的—火星(8)
火星的地球化
火星地球化是將火星改造成人類可居住的星球，也就是改造成類似地球的環境。2003年8月在美國召開了「火星移民研究國際會議」，在未來幾個世紀中將火星改造成一個綠色星球，使之成為未來人類的第二個家園。
這個概念的可行性依靠在火星的環境是否可以通過人為手段改變，以及建立一個人造生物圈的可行性。然而，目前已有不少提出的解決方法，其中一些受到經濟和自然資源的不允許和限制，但一些方法在目前技術上已經可以實現。
火星的地球化可以有以下幾個方法：
1.大氣中增加適合適量的氣體（包括溫室氣體和適合生物生存的氣體），增加地表溫度與氣壓，主要是為了液態水，其次是植物、動物。
2.在太空中架設巨大反射（或折射）鏡群，將更多陽光反射至火星表面。
3.大量融解地下凍土層，再把水引到地表。雖然一開始會結冰，但隨著工程進行，冰層進而融化形成水圈。
4.在冰上（包括兩極）培植深色藻類或散佈煤灰等深色物質增加吸熱進而加速融化。
5.散佈固沙菌類、植物，防止沙暴的發生，進而生成土壤，擴大居住地。
6.建立行星推進器（引擎），改變火星運行軌道。
在進行融化地下層時，雖然上層凍土的重量會把下面融解的液態水擠到地表，但是地層會下陷，而且結成的冰會增加地表的反照率，加上昇華至大氣的水，都會改變氣候，因此這些因素都要考慮進去。
另外，來自太空的輻射，雖然可以用太空的反射鏡處理，但是這些鏡子是非常脆弱的。不過隨著大氣逐漸增厚，問題就小多了。最根本的辦法就是到地核去啟動火星的磁場，抵抗太陽風和宇宙射線。但是這需要大量的能量，需要的技術還得再加強，且地磁的成因仍未完全瞭解。
改造火星一般估計要花非常長的時間（例如千年），不過在動工之前，人類應完整而仔細的審視這星球的一切，並且設立保護區與開發限制，因為只要一開工，保存久遠的地質資料和景觀可能因為加速侵蝕而遭破壞，例如位於極冠中的沉積資料可能會消失。
外星地球化
外星環境地球化（Terraforming），簡稱地球化，是設想中人為改變天體表面環境，使其氣候、溫度、生態類似地球環境的行星工程。有時候該詞用來總指行星工程。地球化的觀念根植在科幻小說和真實的科學中。創造這個詞是科幻作家傑克·威廉森（Jack Williamson），出現在1942年其發表於《Astounding Science Fiction》雜誌上的一篇小說中。但地球化的具體設想則早於此。奧拉夫·斯蒂伯頓（Olaf Stapledon）1930年的《最後和最先的人》講述了與反對地球化的金星原始居民展開長期戰爭的故事。
現在太空探索還處在萌芽階段,很多地球化的計劃還處在設想階段。從我們對自己世界的瞭解來看，人為影響改變自然環境是可行的，雖然在另一個行星上建造不受自然控制的類地球生物圈的可行性還有待證明。很多人認為火星是最可行的地球化候選者。現在已有很多關於加熱火星表面、改變其大氣成分的研究，NASA甚至還主持了一個有關的辯論。然而，從現在到主動地球化火星等其他天體之間，還存在著很大差距。地球化所需要的長時間、以及其可能性還有待探討。其他等待解決的問題包括倫理學、物流管理、經濟、政治方面的考慮，以及改變地球外世界環境的具體方法。
天文學家和科普作家卡爾·薩根1961年在科學雜誌上發表了一篇名為《行星金星》的文章,建議對金星實行行星工程。薩根設想在金星的大氣中散佈藻類來吸收二氧化碳，從而降低溫室效應，直到表面溫度降至「適宜」。30億年前，地球的大氣層也是以二氧化碳為主，後來由於藍綠藻和水分蒸發，才出現氫氣和氧氣的成分。後來的觀測發現由於金星大氣的質量太大，用藻類改變是不可能的。即使找到能在金星嚴酷乾燥的外大氣層生存的藻類，其從二氧化碳固定的有機物降落到高溫的內大氣層，又會被氧化成二氧化碳。
1973年，薩根又在《Icarus》雜誌上發表文章名為《火星上的行星工程》，討論把火星改造成宜於人類居住的可能性三年後，NASA 的一個研究項目正式探討了行星工程的問題，但用的稱呼是「行星生態合成」（planet ecosynthesis)。結論是在改造火星，使其成為一個能維持生命的可居住行星方面，目前不存在已知的障礙。 同年，研究項目中的一位科學家Joel Levine組織了第一個關於地球化（當時稱作「行星模擬」）的科學會議。
1979年三月, NASA 工程師、作家James Oberg在休士頓的月球與行星科學會議上組織了第一次「地球化座談會」。他在1981年把會議上提出的想法寫成了一本通俗書籍《新地球》。1982年，行星學家Christopher McKay在《英國行星學會雜誌》上發表了一篇題為《地球化火星》的文章，這是「地球化」這一名詞首次被用於正式科學出版物中。該文章討論了帶有自行調節的火星生物圈。1984年，James Lovelock和Michael Allaby出版了一本題為《綠化火星》的書，首次提出了在火星大氣中加入氟氯碳氫化合物以加熱火星的方法。
從1985年以來，Martyn J. Fogg 發表了幾篇關於地球化的文章，編輯了《英國行星學會雜誌》1991年的的一期地球化專版，並於1995年寫了一本書《地球化：行星的環境工程 》。他還有一個專門討論地球化的網站地球化資訊（英文）Fogg用下列術語來區分地球化的不同方面：
1.行星工程：用科技來影響一個行星的整體特性。
2.地球工程：特用於地球的行星工程，不過僅包括影響全球的過程，例如改變全球變暖、大氣組成等。
3.地球化：行星工程應用於改變地外行星的環境使其能夠支援生命。其最終目的是製造一個自主運行，能模擬地球生物圈全部功能，完全適於人類居住的環境。
4.天體物理工程：比行星工程範圍更廣闊的可居住性工程。
他還提出了下列區分人類居住性的分類：
1.可居住行星：環境類似地球，能夠支持人類舒適自由生存的行星環境。
2.生物可生存行星 ：行星表面的物理環境允許生物繁殖。如果這類行星本身沒有生命，則可以通過引入生物改變環境而不需要地球化。
3.易地球化行星：不需要大量星際飛船或機器人資源，通過小規模行星工程就可以變成生物可生存的行星。
Fogg認為火星早年是一個易地球化行星，但其現在的環境要地球化困難很大。然而，火星是地球附近最適宜於地球化的一個。火星協會創始人Robert Zubrin 曾制定了一個人類永久定居火星和最終地球化的計劃。
地球化的主要目的是建立一個適合人類居住的生態環境。但有些研究人員聲稱，從經濟角度考慮太空站是合適的太空殖民手段。當然，如果奈米技術和其他的化學技術繼續快速發展，地球化的過程可能從需要幾十個世紀加快到幾個世紀。但反過來，也可以利用這些技術改變人體生理，使人們不需要依賴現在地球上的氧氣、氮氣大氣成份和地球重力就能舒適生存。這些改變會減少地球化的需要或者使其變得容易。
其實維持生命只有一個最低的要求--能量來源。然而要使一個行星適合居住卻有很多地理、地化學和天體物理方面的要求，特別是要允許複雜的多細胞而不只是單細胞生物生存的話。
將鋁化PET薄膜製成的反照鏡放置在環火星軌道上，增加火星的總體日照與地表溫度，並蒸發水與乾冰以增強溫室效應。而直接把光反射到極冠上會使這個方法更有效。
生產、釋放鹵化碳亦可增厚大氣並加強吸收光照。鹵化碳（例如氟氯碳化合物（CFCs）和全氟化碳（PFCs））是很強的溫室氣體，且能在大氣中保持長時間的穩定。這些氣體可由基因改造的好氧菌或是由遍佈火星表面的工廠製造。
改變地表反照率能使光照做更有效的利用。散佈於地表的黑塵、煤灰、暗色的微生物或地衣，能讓更多光照在被反射至太空前就被地表吸收轉為熱能。能運用生物是特別吸引人的，因為它能自我繁殖。
牽引安全範圍下的小行星撞擊火星以增加熱量、提昇星球質量、減少地球化居住後高密度小行星撞擊風險。
1.火星總面積約與地球陸地一樣大，但太陽幅射只有地球一半。
2.當前金星只有雲層頂端的居住環境是比較接近地球，將金星地球化需要幾個重要的變化：去除大部分大氣中的二氧化碳和降低金星的500℃高溫。這些變化都是非常相關的，因為金星的超高溫是因為溫室效應所造成的而溫室效應則是被大量的二氧化碳造成的，而且還必須解決其大氣壓力才有可能移民金星。
3.木衛二（歐羅巴）是一個地球化的潛在候選人。木衛二的一個優點是擁有液態水，因為液態水對引進複雜的生命是非常有幫助的。但是將木衛二地球化困難重重。木衛二在木星的輻射帶的正中，在其表面上的人類會在10分鐘之內死亡，這就需要建大的反輻射裝置（現在來說是不切實際的）。再說，這個衛星被厚厚的冰層覆蓋，要加熱的話就需要充足的氧氣。
其他可能的候選人包括土衛六（泰坦）、水星、木衛三、木衛一、木衛四和月亮，甚至一些大的小行星，像穀神星。但是大多數都沒有足夠的質量來保持大氣層。這樣的大氣層不一定會保持幾萬年。再說，除了月亮，大多數都離太陽非常遠，增加足夠的熱量甚至比火星還要難。
作為太空移民的兩大主要方案，經常和太空城市比較，各自有其優缺點。有較寬敞的空間感，對於美俄等地大人稀背景的科幻作家，一般喜歡此類計劃。本身有大氣保護理論上較大部分的太空城市安全，相對於若太空城市要能完全防止被流星擊穿，必需要極大的人造行星或宇宙要塞，技術其實比把行星地球化還難。(續)
藝術家想像中地球化後的火星
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