教育新闻网一组研究人员建议，超轻材料和有意引发温室效应可能是改造火星的关键，使用二氧化硅气凝胶可能会构建由液态水供应的巨大生物圈。这颗红色星球的表面下隐藏着令人惊讶的冰库，但进入这个固体库已经给人类的殖民计划带来了麻烦。
一种有意使火星地球化的温室效应
温室效应一直是地球上气候变化的最重要因素之一。大气中的二氧化碳积聚形成绝缘层，吸收热量并帮助升高温度。然而，它对以升高温度为目标而非问题的行星有潜在的好处。
在火星上，表面温度通常为 -81 华氏度(-63 摄氏度)，使环境变得更热可以为人类任务提供多种用途。首先，它可以使生活条件更容易忍受，并减少宇航员可能需要穿着宇航服并融入其栖息地的个人绝缘材料的数量。更紧迫的是，它可能导致液态水的存在。
火星已经有水了，但它是冰的形式。事实上，在这颗红色星球的表面或附近已经探测到超过 500 万立方英里的冰，据信还有更多的冰存在于更远的地方。然而，即使没有更多发现，科学家们估计——如果融化——已知的冰可以覆盖整个火星，深度可达 115 英尺。
然而，这将需要更多的热量，但有意在火星上释放二氧化碳和其他温室气体并用它们来使地球变暖的计划根本行不通。根本没有足够数量的此类气体来创建隔热层。相反，研究人员现在建议，我们可以使用更有针对性的方法，使用 NASA 已经熟悉的物质：二氧化硅气凝胶。
什么是二氧化硅气凝胶?
二氧化硅气凝胶已经是一种非常迷人的材料。最常见的气凝胶，它由固化成三维系列的交织线或簇的二氧化硅组成。它们之间的空间——约占总体积的 97%——是空气。
有助于将其与其他材料区分开来的是绝缘体二氧化硅气凝胶的性能。由于空气被困在簇结构内的“纳米孔”中，因此它在整个凝胶中的移动最小。结果，对流和气相传导均被抑制。
NASA 已经将二氧化硅气凝胶用于多种目的。事实上，他们已经在这颗红色星球上：火星车依靠绝缘材料。其他任务使用气凝胶捕捉星际尘埃和彗星样本的高速粒子，依靠海绵状结构来快速减速撞击。
在火星上，选择性气凝胶地球化
新的应用程序，手笔来自哈佛大学，宇航局喷气推进实验室，和爱丁堡大学的团队，将采取更有针对性的方法来地球化。科学家们建议，一块大约一英寸厚的二氧化硅气凝胶屏蔽层可以作为绝缘体来提高底层冰的温度，使其融化，而无需动力热源。
同时，这样的一层薄到足以传输可见光以进行光合作用，同时还能阻挡有害水平的紫外线辐射。
宇航局喷气推进实验室的研究科学家劳拉·克伯 (Laura Kerber) 解释说：“一个用于创建宜居小岛的系统将使我们能够以可控和可扩展的方式改造火星。” “二氧化硅气凝胶是一种很有前途的材料，因为它的作用是被动的。它不需要大量能源或维护运动部件来长时间保持区域温暖。”
事实上，根据研究人员的实验和模型，仅仅一层薄薄的气凝胶就足以将火星地貌的一部分升高到类似地球的温度。一种建议是，NASA 计划中的居住圆顶——或者甚至更雄心勃勃的建筑，例如完全自给自足的生物圈——可以部分由二氧化硅气凝胶建造，并被动地为居住者提供液态水。
这将是新研究的主题，这将看到气凝胶在地球上类似火星的气候中进行试验。这可能包括南极洲或智利，那里的干谷与遥远星球上的条件相似。
