天天看點

全球十大未來必要的科技發明(外星環境地球化)9

作者:仙仙遊戲醬

外星環境地球化

從字面上了解,這個概念是将外星球逐漸改善為類似地球的生活環境,人類有意識地對某個潛在适合人類居住的星體改造成類似地球的大氣層、溫度、表面地貌或生态結構,以适合未來人類的居住。如果某個星球成為未來人類的星際殖民化,那麼外星環境地球化一定會實作的。但是否人類的最終夢想是在整個銀河系中繁殖和殖民呢?這将如何實作呢?從理論上分為兩個部分,第一部分是生态合成性,将地球上的生物轉移到一個被瓦解的外星生态環境中,目的在于加速生态環境的恢複;第二部分是地形适合性,在外星球上建造一個可居住的圍牆場地,最終無數個這樣的圍牆生活基地遍布整個星球。

全球十大未來必要的科技發明(外星環境地球化)9

地球化(Terraforming),是設想中人為改變天體表面環境,使其氣候、溫度、生态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。創造這個詞的可能是傑克·威廉森(JackWilliamson),在1942年發表在《Astounding Science Fiction》雜志上的一篇小說中1。但地球化的具體設想則早于此。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争的故事。

全球十大未來必要的科技發明(外星環境地球化)9

基本内容

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了解來看,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。現在已有很多關于加熱火星表面、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,還存在着很大差距。地球化所需要的長時間、以及其可能性還有待探讨。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年在科學雜志上發表了一篇名為《行星金星》的文章,建議對金星實行行星工程[3]。 薩根設想在金星的大氣中散布藻類來吸收二氧化碳,進而降低溫室效應,直到表面溫度降至“适宜”。30億年前,地球的大氣層也是以二氧化碳為主,後來由于藍綠藻和水分蒸發,才出現氫氣和氧氣的成分。後來的觀測發現由于金星大氣的品質太大,用藻類改變是不可能的。即使找到能在金星嚴酷幹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内大氣層,又會被氧化成二氧化碳。

1973年,薩根又在《Icarus》雜志上發表文章名為《火星上的行星工程》,讨論把火星改造成宜于人類居住的可能性[4] 三年後,NASA 的一個研究項目正式探讨了行星工程的問題,但用的稱呼是“行星生态合成”(planet ecosynthesis)[5]。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組織了第一個關于地球化(當時稱作“行星模拟”)的科學會議。

1979年三月, NASA 工程師、作家James Oberg在休斯敦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》[6]。1982年,行星學家Christopher McKay在《英國行星學會雜志》上發表了一篇題為《地球化火星》的文章,這是“地球化”這一名詞首次被用于正式科學出版物中[7]。該文章讨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[8],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 發表了幾篇關于地球化的文章,編輯了《英國行星學會雜志》1991年的的一期地球化專版,并于1995年寫了一本書《地球化:行星的環境工程 》[9]。他還有一個專門讨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:

行星工程: 用科技來影響一個行星的整體特性。

地球工程: 特用于地球的行星工程,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。

地球化: 行星工程應用于改變地外行星的環境使其能夠支援生命。其最終目的是制造一個自主運作,能模拟地球生物圈全部功能,完全适于人類居住的環境。

天體實體工程: 比行星工程範圍更廣闊的可居住性工程。

全球十大未來必要的科技發明(外星環境地球化)9

他還提出了下列區分人類居住性的分類:

可居住行星: 環境類似地球,能夠支援人類舒适自由生存的行星環境。

生物可生存行星 : 行星表面的實體環境允許生物繁殖。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。

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,火星是地球附近最适宜于地球化的一個。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适合人類居住的生态環境。但有些研究人員聲稱,從經濟角度考慮太空站是合适的太空殖民手段。當然,如果納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适生存。這些改變會減少地球化的需要或者使其變得容易。

其實維持生命隻有一個最低的要求--能量來源。然而要使一個行星适合居住卻有很多地理、地化學和天體實體方面的要求,特别是要允許複雜的多細胞而不隻是單細胞生物生存的話。

繼續閱讀