好了，我知道你想去火星。我也想去。計劃聽起來不錯。先搞定載人火箭，再實現月球基地。然後是更多的火箭，更多的人。開始在地面製造燃料，也許可以沿途儲存。從前哨站到基地，再到穹頂城市，最終實現「火星地球化」（指人為改變天體表面環境，使其類似地球環境，下文簡稱「改造火星」）。
讓死寂的火星煥發生機，利用其土壤中的成分（很可能是冰凍的二氧化碳）創造新的大氣層以增加氣壓，依靠溫室效應（怎麼聽起來像氣候變化？）讓火星變暖，使封存於地下的冰水解凍，重新奔流起來。海洋！空氣！可呼吸的空氣，至少你不必穿著太空衣走來走去。經過大力建設，蓬勃發展（時間是1萬年左右），我們可以開啟地球-火星殖民革命，使硬科幻小說裡的場景成為現實。
這不是異想天開。以科學作風嚴謹求實著稱的天文學家卡爾·薩根（Carl Sagan）在1971年提出了「行星工程」，也就是融化火星的極地冰，利用由此產生的水蒸氣來創造「更加宜人的環境」。20年後，天體生物學家克里斯多福·麥凱（Christopher McKay）對這一想法進行了補充，他說只要火星貯藏有足夠多的二氧化碳、水和氮，經過揮發進入大氣後，就可能實現火星改造。
不過，現在有兩位研究火星的科學家試圖戳破這個氧氣循環再生、屏蔽輻射的封閉「泡沫」。如果他們的新研究是正確的，那麼現有技術不可能把火星變成地球般的樂園。
這篇新論文的作者是科羅拉多大學的行星科學家布魯斯·賈科斯基（Bruce Jakosky）和北亞利桑那大學的克里斯多福·愛德華茲（Christopher Edwards）。賈科斯基說：「我們第一次能夠在火星上建立相對純淨的二氧化碳儲備。火星上的二氧化碳大部分流失到太空中，少部分存在於極地冰和淺層含碳礦物中，深層碳酸鹽含有數量未知的二氧化碳。」哪怕加上「吸附」於巖石表面和貯藏於籠合物（亦稱為水分子牢籠）的二氧化碳，也於事無補。「就算你把所有這些二氧化碳都放入火星大氣，也不足以使這顆星球變暖，」賈科斯基說。
地球表面的氣壓為1巴。在火星上，你需要二氧化碳來使地面溫度上升到冰點。哪怕是250毫巴也能顯著改變火星氣候。以前，火星曾經擁有那麼多的二氧化碳，甚至更多——地質和表面形態分析強烈暗示，在遙遠的過去，火星表面有過液態水的存在，這意味著火星曾經溫度夠高、壓強夠大，足以保留液態水。賈科斯基說，如果這顆星球的二氧化碳含量與地球和金星相當，那麼火星上的某個地方存在相當於20巴的二氧化碳——以碳酸鹽的形式礦物化、凍結在極地冰中等等。「在過去的40年裡，火星科學的焦點是尋找肯定存在的碳酸鹽礦床，因為二氧化碳肯定去了某個地方，」他說，「也許是在地殼裡。如果那些二氧化碳來到地面，流失到火星大氣層之外，那就沒了。」
新的雷達探測帶來了火星極地冰冠附近二氧化碳含量的新數據。火星勘測軌道飛行器收集了碳酸鹽分布數據。2014年入軌的火星大氣與揮發物演化（Maven）探測器量化了流失到太空中的二氧化碳（賈科斯基是該項目的首席研究員）。如果你是改造火星的擁護者，那麼探測結果可能會令你大失所望。
火星極地冰冠蘊含氣體能實現的氣壓為15毫巴。露天碳酸鹽可以提供不到15毫巴。如果儘可能地加以利用，也許能增加到150毫巴。浮土吸附的二氧化碳呢？即使把100米深的所有火星土壤都進行處理，能提供的氣壓也只有40毫巴。「幾乎不可能達到40或50毫巴以上，這樣的壓強不夠，不足以對溫度產生影響，」賈科斯基說，「即使提高兩三倍，也達不到使火星顯著變暖所需要的量。」
一聲嘆息。
或者，他可能是錯的。火星改造先驅克里斯多福·麥凱仍然心存希望。「改造火星的關鍵問題是火星上有多少二氧化碳、氮和水。可惜，我們現在還無法解答這個問題。」麥凱說。賈科斯基的Maven項目測量結果只說明了火星上剩下的一部分前二氧化碳，而不是全部。所以，二氧化碳可能還在那裡。麥凱說：「對於火星表面之下的二氧化碳數量，我們仍然難以確定。我們沒有良好的數據，需要深入鑽探以獲得數據。」
火星確實充滿驚喜。近日，有研究顯示，火星南極冰蓋下可能存在液態的鹹水湖。因此，賈科斯基的數據不會影響到火星改造擁護者的熱情。火星協會會長、《趕往火星》作者羅伯特·祖布林（Robert Zubrin）說，賈科斯基的數據「過於悲觀」。祖布林認為氣壓不需要達到1巴，只需要300毫巴。這相當於珠穆朗瑪峰峰頂的壓強。「200毫巴意味著不用穿太空服，意味著你可以在內部壓強等於外部壓強的地方修建穹頂建築。」祖布林說。
祖布林和麥凱還指出，只要假設再大膽一點，人類移民火星的未來就會變得更加美好。人造溫室氣體（可能是用火星土壤中富含的氯製成的氯氟碳化合物，或者起效更快的「超級溫室氣體」）可以完成這項工作，前提是有人知道如何製造和釋放這些氣體，並確保它們不會破壞火星的臭氧層，以免紫外線和致命的宇宙輻射對磁層較弱的火星進行狂轟濫炸。
這引發了一個疑問：為什麼要改造火星環境？「這與科學無關，我懷疑改造火星的合理性，」賈科斯基說，「找一個後備星球，以防我們或者外星人把地球給毀了，我覺得這是個拙劣的理由。保護好地球環境比改造火星環境要容易得多。」
為了探索？當然可以。為了建立永久的科研基地？完全說得通。至於城市、海洋、運河這些，就不妨再想想吧，大家都知道——這些在其他星球上沒法實現。
翻譯：于波
校對：李莉
來源：Wired