火星，咱们来点儿氧气吧！ | 科学人 | 果壳网 科技有意思
火星，咱们来点儿氧气吧！
火星地球化改造：如何让火星具有一个适合人类呼吸的大气层？
本文作者:走石
早在步入太空之前，人类便做出了一个野心勃勃的计划：将地球外的星球（无论它是行星、卫星还是别什么）转变为适于居住的新家园
——这样的改造被称为“地球化（Terraforming）”改造，我们的邻居火星便是第一批候选对象。当然，改造火星无论如何都是一个极端复杂的过程，毕竟罗马不是一天建成的，而在整个改造过程中，制造一个含有氧气的大气圈是最为重要的环节之一，这让我们至少在“火星殖民地”上自由地呼吸。
计划中的火星地球化进程。（图片：wiki commons）
向火星大气中充入氧气（以下简称充氧）——听上去十分简单。但地球自身的演化历史表明，氧气在大气中的积累是一个漫长而又复杂的过程。我们只有掌握其间的奥秘，并充分利用相关规律，才能有效地完成这项工作。
在茫茫宇宙中，没有多少天体具备适合人类呼吸的大气层。在对中意的“殖民地”进行大气地球化改造时，往往需要使用人工设置氧源，来为大气充氧。人为制造氧气的方法有很多，它们通常可以归入生物的或非生物的方法两类：
非生物方法
非生物方法主要利用无机化学反应将氧气从含氧物质中分离出来。在富含水的星球上，可以靠电解水来生成氧气
，火星两极冰盖中和表土下蕴含的水冰可能可以作为氧气的来源。如果不愿消耗宝贵的水资源，我们也可以通过热解土壤或岩石中的过氧化物来达到目的
。此外，让火星大气中的二氧化碳与氢气反应或直接将之电解也可以获得氧气。
非生物的方法简单直接，但它们对于生态系统的建立并没有多少帮助，而且执行起来往往要耗费巨大的能量，因此并不适合在制氧任务中担当主角。不过，它们仍是重要的辅助手段：在建立星球的生态系统时，如果我们希望尽早引入高效产氧的高等植物（高等植物的根系需要呼吸氧气，无法在无氧环境中生存），就可以利用非生物方法加速大气中氧气的原始积累
火星上的日落。虽然火星上的日照强度远低于地球上的，但是太阳能在火星充氧初级阶段可能依然是主要的能量来源之一。（图片：wiki commons）
利用生物的光合作用制造氧气，难处在于要建立一整套生态系统。不过这套系统一旦成功，我们就获得了一个能够自我增殖的氧源。
在火星这样几乎完全不含氧气的星球上，我们首先需要进行生态培育（Ecopoiesis），即创造一个不需要氧气的生态系统
。在这个阶段中，参与生态培育的生物不仅要面对无氧环境，还必须忍受火星上严酷的自然环境，只有极少数极端生物（Extremophile）
才有可能勉强生存下来。为了增加成功的机会，我们很有可能需要根据火星的条件，通过基因工程培育合适的生物先驱
。最初的生态系统基本上是古细菌和蓝细菌之类的微生物的天下，这意味着我们可能很长一段时间无法“看”到殖民的进展。
大规模水域是投放先锋物种的首选地点。这样的地点有许多优势，例如环境相对稳定、能够提供对宇宙辐射的防护、具有足够的空间供生物增殖扩张等。但是人类目前已知的火星地表地貌似并不存在这样的环境，因而处理起来会更棘手一些，或许需要其它地球化改造的协同配合。
而随着星球表层环境的改善，我们就可以引入光合作用能力更强的高等植物了，当火星上裸露的陆地逐步被覆盖，大气条件也将变得越来越宜居了。
随着高等植物的引入，火星的环境至少是看上去越来越宜居了。（图片：Thierry Lombry）
在火星充氧工程开展之初，我们可能会发现大气中氧气积累的速度远低于氧气生产的速度。似乎有什么东西凭空将新鲜产生的氧气“吃”掉了——而且并不是我们人类干的。罪魁祸首是一种被称为“氧汇”的过程，在我们努力改造的星球上，有很多物质可以让氧气消失。如果不能克服这些阻力，氧气将无法在大气中积累到适合呼吸的浓度。
光合作用的逆过程
在地球上，有氧呼吸和有机质的有氧分解是两种重要的光合作用逆过程，它们消耗了光合作用所产氧气的99%以上
。在一颗几乎不含氧气的星球上，我们暂时不用担心有氧呼吸的影响，但却不能忽视有机质的作用，因为产氧生物本身便会形成大量有机质废料。为了保证充氧工程的效率，我们必须减少这些有机质对于氧气的消耗。
我们可以把死亡的生物埋入氧气无法接触的沉积层中，也可以将这些有机质封入人工容器，或者使用不耗氧气的方式将其分解……总之，任何能够将它们与氧气隔绝的方法都可以使用。不过，我们最好保留这些有机质，因为它们可以是调节大气圈与水圈中氧气含量的重要砝码
，很可能在未来的某一时刻派上用场。
还原性气体
如果我们想要改造的星球上含有大量的还原性气体，如甲烷、氢气、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等
，它们便会与新产生的氧气发生反应。此外，评估一颗星球大气的还原性不能仅局限于现有的大气，火山活动以及变质作用能够产生新的还原性气体，所以对待那些内部比较活跃的星球需要格外谨慎。再者，无氧条件下微生物活动也是还原性气体的重要来源之一，需要尽可能避免。
火山活动可能会引起大量还原性气体溢出。（图片：wiki commons）
要对付还原性气体，一个简单却并不高效的方法是用氧气消耗它们。这种方法必须保证氧气的生产率高于星球上还原性气体的产率。我们也可以使用其他方法除去那些气体，但那通常意味着额外的成本。在对付还原性气体时，还有一个问题需要特别注意：它们当中有部分属于温室气体（例如甲烷），若大量损耗便有可能导致气候变冷，甚至引发冰川事件——这对于刚刚建立的生态系统而言无疑将是一场灾难。为了避免悲剧发生，我们要时刻监控改造对象的气温，必要时要向大气补充性质稳定的温室气体（如二氧化碳）。
好在我们改造火星时并不需要面对这样的问题：火星大气中95%以上的成分是二氧化碳，而最主要的还原性气体是含量仅为0.07%左右的一氧化碳
，这并不会对充氧工程造成多少困扰。而且就目前的观察来看，火星的内部似乎并不活跃，应该也不会排出太多的还原性气体。
不过，科学家们曾观察到火星上有强烈的的甲烷释放现象
，这些源头未知的甲烷很可能成为充氧工程的威胁，但它们同时也意味着潜在的能源甚至是地外生命活动的证据。这次，好奇号在火星上的任务之一便是要检验之前的观测，并通过碳同位素测试来分析这些甲烷的来源。
在星球漫长的缺氧历史中，可能会有大量还原性物质聚集在它的表面，这对于氧气的积累无疑又是一个重要的阻碍。在地球上，硫和铁是两种含量十分丰富的氧化还原敏感元素，含有还原态硫、铁的物质是有氧风化的重要对象
。作为与地球类似的行星，铁和硫同样也是火星的重要化学成分
。不过在火星表面，铁已经被氧化为3价（原因尚不清楚，但应该不是氧气的杰作），所以并不成为氧气积累的障碍。至于火星表层是否存在其他耗氧物质，我们仍需更多数据才能充分了解——好奇号火星车上搭载的设备应该能提供重要的信息。
如果我们在火星表面发现了还原性物质，让氧气与它们自行发生反应可能是最为现实的方法——幸运的是，有氧风化会在星球的表面形成风化层，将其下的还原性物质与氧气隔绝，从而减少我们的麻烦。当风化层形成以后，我们应当在上面播种植被，以免它们被风与水流轻易破坏。此外，允许有氧风化发生还可以促进产氧生物的繁殖：在地球上，有氧风化与随后的搬运作用将大量营养元素（例如铁、钼等）从陆地带到海洋，滋养了那里的生物。在改造火星时，我们没有理由不去利用这套免费的喂养系统。
当我们在火星上安置了氧源，并且克服了氧汇所带来的阻力，那么大气中的氧气含量就会源源不断地增加。但如果这种情况一直持续下去，越来越高的氧气含量会使得这颗星球变得易燃，最后成为真正的“火星”。所以，当大气中的氧气含量达到一定量之后，我们不仅需要调整氧源，也需要安排氧汇，以求在二者之间建立一种稳定的动态平衡——这才是充氧工程的终极目标。这种平衡一旦达成，就说明我们已经成功地改造了火星大气，火星殖民计划也可以顺利地进入下一步了。
理论上，我们应对火星地质、大气情况作出充分的了解之后，再通过精确复杂的计算，将氧气的源与汇进行统筹安排，一举完成任务——就像高明的演奏家拨动琴弦，将复杂的音符转变为悦耳的曲目那样。可是现实总是不完美的。我们缺乏对复杂系统的认识、缺乏足够强大的计算能力，更缺乏调控大型生态系统的经验。在实践之中，等待我们的一定是一条充满挫折与失败的道路。但无需气馁，因为人类是这样一个物种：我们会从自己的失败中汲取经验，然后再进一步地努力，争取走得更远。
你可能感兴趣
以前有部《红火星》也是说这个的，可惜咱实在看不下去……
的话：杀来自你就晚了6秒，可惜了你（笑
很久很久很久以前，在飞碟探索上看到过一篇《点燃木星太阳》的长文，系统设想了如何建立一个以木星为核心的小星系，看着好壮观
药学博士生，计算机辅助药物设计
居然是第一个==
听起来未来星球移民就在不远处啊
果然不能看完再杀来自
环境工程博士，饮用水/废水/雨水处理工程师
想起了施瓦州长的电影Total Recall
建一个环境吗
这得多长时间啊。。。
大气稀薄怎么办
勘查技术与工程专业，编程爱好者
火星的磁场呢？没有磁场的话太阳风来了怎么办？
质量不够大咋办，要是有金星那么大就好了
生物学专业
有生之年啊……
让我想起了《火星异种》，苔藓+蟑螂
火星的大气层消失不就是因为星球质量太小吗= =。。。怎么解决？
对我来说太遥远了^^
没有磁场的保护的星球在太阳风的蹂躏下会万劫不复的
理论上，我们应对火星地质、大气情况作出充分的了解之后，再通过精确复杂的计算，将氧气的源与汇进行统筹安排，一举完成任务——就像高明的演奏家拨动琴弦，将复杂的音符转变为悦耳的曲目那样。可是现实总是不完美的。我们缺乏对复杂系统的认识、缺乏足够强大的计算能力，更缺乏调控大型生态系统的经验。在实践之中，等待我们的一定是一条充满挫折与失败的道路。但无需气馁，因为人类是这样一个物种：我们会从自己的失败中汲取经验，然后再进一步地努力，争取走得更远。
的话：想起了施瓦州长的电影Total Recall+10086阿诺当年还很帅，莎姐还很坚挺
=_=.|||最近在看《火星异种》，说的就是这个，在火星上面种苔藓来产氧然后放养黑色的小强来让火星变得容易吸收太阳光能然后变热...结果小强变异进化把500年后登陆火星的人类KO了
的话：火星的磁场呢？没有磁场的话太阳风来了怎么办？没磁场保护，大气很容易被太阳风吹走，且火星没有活跃的地质活动，被吹走的大气得不到补充
的话：很久很久很久以前，在飞碟探索上看到过一篇《点燃木星太阳》的长文，系统设想了如何建立一个以木星为核心的小星系，看着好壮观应该是克拉克的漫游太空系列。前几天刚把这部系列看完，克拉克还是很有爱的，把一切都弄得那么温情
的话：没有磁场的保护的星球在太阳风的蹂躏下会万劫不复的大难题啊大难题。据说火星的吸引力怎么怎么地就是无法阻止氧气外泄呢
多少年前出现的《新发现》上的一个专栏啊。又出现在视线中了。在那个专栏里面，从微生物到底等植物，到湖泊，到高等植物，然后开始引入动物（包括更加自由行动的人）。等到1000年后，人类终于宣布在火星上可以摘掉面具自由生活了。。。。。
与其改造庞大的生态系统，为什么不改变人体自身的生存代谢机制呢？这让我想起了一则寓言故事：在很久以前，还未发明“鞋”，国王想去森林中欣赏风景，令臣民开拓出一条道来并全程铺上牛皮，这个要求显然劳民伤财，一官员为化解君臣矛盾，提出建议：陛下为何不把牛皮绑在自己脚上，这样无论去哪里也都不伤脚了。
额……这么大工程……要廉价劳动力不？
ALIENWARE官方账号
所以，火星会很痒吧，噗
的话：与其改造庞大的生态系统，为什么不改变人体自身的生存代谢机制呢？这让我想起了一则寓言故事：在很久以前，还未发明“鞋”，国王想去森林中欣赏风景，令臣民开拓出一条道来并全程铺上牛皮，这个要求显然劳民伤财，一官员为化解君臣矛盾，提出建议：陛下为何不把牛皮绑在自己脚上，这样无论去哪里也都不伤脚了。很好的角度
显示所有评论
(C)2017果壳网&&&&京ICP证100430号&&&&京网文[-239号&&&&新出发京零字东150005号&&&&
违法和不良信息举报邮箱：&&&&举报电话：NASA 的“火星-2020任务探测车”将接续探测任务
11:21:09&&&&来源：中国新闻网&&&&
原标题：火星曾存在生命？NASA“好奇号”在火星找到硼元素
中新网9月13日电 科学家在火星上找到了生命可能曾经存在的关键证据！据台湾“联合新闻网”报道，NASA“好奇号”火星探测车在火星火山口中发现了硼酸盐，这种物质在组成 RNA 方面扮演重要角色。科学家长期假设了一个“RNA 世界”学说，认为第一个生命是由单链 RNA 组成，这一重大发现可能会成为火星存在过生命的证据之一，虽然这些生命在理论上已死去数十亿年。
“RNA 世界”(RNA World)一词由诺贝尔奖得主沃特o吉尔伯特在 1986 年提出，认为具有催化性质、可自我复制的 RNA 是形成最早生命的分子。
图片来源：洛斯阿拉莫斯国家实验室
据悉，RNA有多样功能，能在遗传编码、翻译、调控、基因表现等过程发挥作用。至于 RNA和DNA最主要的区别，在于RNA核糖的2位碳是羟基(–OH)，DNA是氢原子(H)，这个羟基基团是臭名昭彰的不安于室，会使 RNA 变得不稳定，从而使 RNA 水解成核苷酸；若想让RNA 核糖稳定，需要靠另一个元素在背后扶持，这位无名英雄就是“硼”(boron)。
NASA的火星探测车“好奇号”(Curiosity)于 2012 年登陆火星，负责采集火星的土壤样本和岩芯，然后对其中的有机化合物和环境条件进行分析。这一次，“好奇号”在盖尔环形山(Gale crater)的爬坡途中发现了新元素：硼。
火星探测车“好奇号”。(图片来源：NASA)
硼溶解在水中变成硼酸盐时会与核糖反应，使其稳定制造 RNA。洛斯阿拉莫斯国家实验室博士后研究员帕特里克强调，“没有 RNA 就没有生命，而硼酸盐是简单有机分子得以进阶到 RNA 的桥梁之一”。
火星上存在硼告诉人类两件事，第一件是古代火星可能有孕育生命的成功条件；另一件则是，“好奇号”是从火山口的硫酸钙矿脉(calcium sulfate mineral vein)中发现硼元素，这意味着硼存在于火星地下水中，如果有机物也存在，则代表有些地下水的环境适合居住，温度落在 0至60摄氏度、pH 值介于中性至碱性，可能得以支持最简单的生命化学反应。
“好奇号”提供越来越多古老火星的化学变化细节，但研究人员还是保守地说，虽然已检测到硼的存在，但火星上有没有生物的可能性仍是一个谜，因为他们也还没有任何实质证据。
接下来，NASA 的“火星-2020 任务探测车”将接续探测任务，试图解决更多火星的未知问题。
[责任编辑：张蓉萍]913被浏览18666分享邀请回答11719 条评论分享收藏感谢收起91 条评论分享收藏感谢收起查看更多回答发现一个不再接义勇军任务的方法，不知道火星了没有 - 3DMGAME论坛 - Powered by Discuz!
3DMGAME论坛
标题: 发现一个不再接义勇军任务的方法，不知道火星了没有
作者: 11223eee& & 时间:
标题: 发现一个不再接义勇军任务的方法，不知道火星了没有 本帖最后由 11223eee 于
18:56 编辑
先强烈吐槽一下：
不知道游戏当初为什么这样设计成强制性给任务，而且只有义勇军这样，尤其是据点都开完以后，接着就是一个又一个重复无聊毫无意义的任务，这被入侵、那被绑架，接了之后在任务列表挂着不做还浑身难受，好不容易盼来系统脑抽一次，跟普雷斯顿交完任务他没再给新任务，心想终于TM的清净了，去了城堡先关广播，见到普雷斯顿都躲远远的生怕他再跟我说话，结果老子TM的在工坊倒腾东西或者改装的时候他不知道什么时候偷袭到你身后又来一句“将军，我有事情要你帮忙……”
解决方法如下：
经过几次尝试终于找到解决方法了，每次跟他交任务的时候他不是会直接给新任务吗，每次他要下达新任务的时候都会先说一句“一如往常，我有事情要你调查”或是“你有时间的话帮一下忙吧”之类的屁话，每当他开始说这句话的时候直接扭头走人，离开一段距离之后会强制结束对话，关键就在一个时间点的把握，走太早任务交不成，走太晚新任务就来了，慢慢的多试几次就可以了
P.S. 义勇军的任务肯定是无限刷的，我这样做的目的只是为了让任务列表里不再出现义勇军任务罢了，所谓眼不见心不烦。
欢迎光临 3DMGAME论坛 (/)
Powered by Discuz! X3.2}