摘要：火星上的第一批人類殖民者，可能會生活在由矽氣凝膠（地球上最輕的物質）鋪就的小型「島嶼」上。
根據一項新的研究，科學家們認為通過建造一種「小島」（採用地球上最輕的物質鋪砌而成），可以使火星可以變得適合人類居住。
由二氧化矽氣凝膠製成的一英寸（30釐米）厚的「瓷磚」，看上去就像一塊蓬鬆的白色粉末，其實主要是空氣。採用這種材料為基礎鋪就的「島嶼」，將足以隔絕極寒冰凍的世界。
這將使這顆紅色星球的表面變暖，就像地球上的溫室氣體一樣。
有了這種技術的加持，就可以在火星上建造「宜居穹頂建築」，配備常年充沛的飲用水，甚至是自給自足的生物圈。它還可以保護人類免受太陽有害射線的傷害。這些「矽氣凝膠瓷磚」將鋪設在火星上富含冰的溫帶地區。今天，火星上幾乎所有的水都以冰的形式存在。
這一雄心勃勃的計劃由美國和英國的一個聯合團隊提出，有望在未來幾十年內完成。計劃將採取區域性改造的方法，而不是試圖改變整個火星。
計算機模型和實驗室實驗表明，建造2至3釐米厚的二氧化矽氣凝膠屏蔽層，就可以傳輸足夠的可見光，促進光合生命的發展。同時，它還將阻止有害的紫外線輻射，並使水的熔點永久性升高，而不需要任何內部熱源。
專家們認為，這種使火星適宜居住的區域性改造方法比改造火星大氣更容易實現，也更為現實可行。與之前的火星宜居設想不同，這是一種可以用我們已有的材料和技術進行系統開發和測試的東西。
二氧化矽是一種廉價的礦物，由矽和氧組成，這兩種元素都是地球上最常見的元素。二氧化矽具有海綿一樣的結構，但卻能承受4000倍於自身重量的重量。它被廣泛應用於地毯、化妝品、屋頂和潛水衣等一系列產品中。目前在航天領域，它已經被用來保護火星漫遊者。
雖然，全球的專家都認為，火星是太陽系中除地球外最適合人類居住的行星。但是，對許多地球物種來說，這裡仍然是一個充滿敵意的世界。因此，在火星上創造「宜居的小島」系統，是一種以可控和可擴展的方式來改造火星的最佳途徑。
火星目前的環境對地球生命來說實在是太惡劣了。這裡極冷，無法保持水分，也沒有臭氧層來阻擋紫外線輻射。
長期以來，科幻作家一直夢想著把它變成一個更像地球的星球，以便將來實現人類的移民。
但在去年，美國宇航局的一項研究發現，如果對火星上所有可用資源進行處理，也只能使火星大氣的壓力增加到地球大氣壓力的7%左右，這遠遠不夠使火星適宜居住。這個過程被稱為「地球化」，包括希望使大氣層變厚和溫度升高。
而現在科學家們提出的二氧化矽氣凝膠方案得到了許多專家的支持。在火星上做任何事情都是非常困難的，「小島」方案遠比改造火星大氣層更容易實現。如果現在就能夠決定做，幾十年後就很有可能實現目標。
科學家們稱，二氧化矽氣凝膠中的空氣佔了總體積的97%以上，而且在所有已知材料中，其熱傳導率測量值最低。它們已經在地球上的建築物中大量使用，在火星探測車中，二氧化矽氣凝膠薄層則提供夜間保溫。
科學家們估算，採用二氧化矽氣凝膠可以使火星表層土壤的溫度升高50攝氏度，這是將低緯度至中緯度的年平均氣溫提高到液態水熔點以上所必需的。
研究人員受到火星上已經發生的一種現象的啟發，火星上的極地冰帽不同於地球極地冰帽（由冰和水構成），它是水冰和冰凍二氧化碳的結合體。這使得陽光在吸收熱量的同時能夠穿透。在夏天，這種溫室效應會在冰層下造成小塊的升溫。
因此，科學家開始考慮固態溫室效應，以及如何利用它來創造未來火星上的宜居環境。他們開始思考，什麼樣的材料可以在將導熱係數降至最低的同時，仍能傳輸儘可能多的光。
最終，研究人員將目光落在了二氧化矽氣凝膠上，這是有史以來最絕緣的材料之一。而且，二氧化矽氣凝膠極有可能在火星環境條件下產生強烈的固態溫室效應。
二氧化矽氣凝膠是一種很有前途的材料。因為它的作用是被動的，它不需要大量的能量，也不需要維護活動部件，就可以使一個區域在長時間內保持溫暖。
在模擬火星表面的實驗中，二氧化矽氣凝膠磚被放置在一個低反射率的基座上，周圍環繞著隔熱材料。該裝置暴露在太陽模擬器的可見輻射下，然後記錄溫度。
隨後，火星的氣候模型證實，在富含冰的溫帶地區，二氧化矽氣凝膠可以使液態水保持在幾米的深度，而且可以持續整個火星年。此外，二氧化矽氣凝膠可以傳輸可見光，吸收紫外線波長。這將覆蓋火星的環境，同時仍然允許足夠的光進行光合作用。
所以研究人員表示，在一個足夠大的區域裡，你不需要任何其他的技術或物理，你只需要在表面和下面覆蓋一層這樣的物質，就會有永久的液態水。該研究小組已經計劃在地球上類似火星的氣候條件下測試這種材料，比如南極洲或智利的幹谷。
任何有關讓火星適宜居住的討論，都會引發有關行星保護的重要哲學和倫理問題。比如，如果你要在火星表面創造生命，你確定那裡已經沒有生命了嗎？如果有，我們該如何應對。一旦我們決定讓人類登上火星，這些問題就不可避免。
不管怎樣，人類探索宇宙的腳步是不會停歇的。美國宇航局將在2033年之前完成首次載人火星任務。
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