这种材料可能有助于使火星可居住: 研究

根据NASA和哈佛大学研究人员的一项研究，可以使用模仿地球大气温室效应的二氧化硅气凝胶材料使火星区域宜居。人们长期以来一直梦想着重新塑造火星气候，使其适合人类居住。卡尔·萨根 (Carl Sagan) 是科幻小说领域之外第一个提出地形化的人。

萨根 (Sagan) 在1971的一篇论文中提出，蒸发北极冰盖会在地球上产生大气，通过温室效应提高全球温度，并大大增加液态水的可能性。

现在，来自美国哈佛大学和NASA喷气推进实验室的研究人员表明，两到三厘米厚的二氧化硅气凝胶护罩可以传输足够的可见光进行光合作用，并阻止有害的紫外线辐射。

根据发表在《自然天文学》杂志上的研究，这样做还将使水的熔点永久升高，而无需任何内部热源。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 助理教授罗宾·华兹华斯 (Robin Wordsworth) 说: “这种使火星宜居的区域性方法比全球大气改造更容易实现。”

华兹华斯说: “与以前使火星宜居的想法不同，这是可以用我们已经拥有的材料和技术系统地开发和测试的东西。”NASA喷气推进实验室的研究科学家劳拉·克伯 (Laura Kerber) 说: “除了地球，火星是太阳系中最适合居住的行星。”“但对于许多生活来说，它仍然是一个充满敌意的世界。建立可居住性小岛的系统将使我们能够以可控且可扩展的方式改造火星。”Kerber说。

研究人员，包括来自英国爱丁堡大学的研究人员，都受到了火星上已经发生的现象的启发。与地球的极地冰盖由冷冻水制成不同，火星上的极地冰盖是水冰和冷冻二氧化碳的组合。像它的气态形式一样，冷冻的二氧化碳允许阳光穿透，同时收集热量。

在夏天，这种固态温室效应会在冰层下产生大量变暖。华兹华斯说: “我们开始考虑这种固态温室效应，以及如何将其用于将来在火星上创造可居住的环境。”他说: “我们开始考虑哪种材料可以最大程度地降低导热性，但仍可以传输尽可能多的光。”

研究人员降落在二氧化硅气凝胶上，这是有史以来最绝缘的材料之一。二氧化硅气凝胶具有97% 的多孔性，这意味着光穿过材料，但二氧化硅红外辐射的互连纳米层会大大减慢热量的传导。

如今，这些气凝胶已用于多种工程应用中，包括NASA的火星探测漫游者。“二氧化硅气凝胶是一种有前途的材料，因为它的作用是被动的。它不需要大量的能量或运动部件的维护就可以长时间保持区域温暖。”Kerber说。

通过模拟火星表面的建模和实验，研究人员证明了这种材料的薄层将火星中纬度的平均温度提高到类似地球的温度。

华兹华斯说: “分布在一个足够大的区域，你不需要任何其他技术或物理，你只需要在表面一层这种东西，在下面你会有永久的液态水。”这种材料可用于在火星上建造居住圆顶甚至自成一体的生物圈。接下来，研究小组的目标是在地球上类似火星的气候中测试这种物质，例如南极洲或智利的干燥山谷。