笔者 东邪 不少科学家认为，火星过去的自然环境和地球相似，但它遭遇了突如其来的剧变，导致环境变得十分贫瘠。为了验证原始火星拥有和地球类似的环境，科学家们一直在火星探测器和火星车的帮助下研究火星地表的地形地势、成分等问题，而且也在地球上寻找和火星存在相同情况的地区，以证明火星过去确实发生过那样的环境气候变化。 前段时间，《自然·通讯》期刊上出现了一篇关于南极发现的研究论文，该论文的作者是意大利米兰比克卡大学的研究人员。在文中指出，他们在南极洲冰核深处发现了一种罕见的矿物质＂黄钾铁矾＂，而这种矿物质之前已经被证明广泛存在于火星表面。许多人对黄钾铁矾这种化合物比较陌生，也不知道这次发现有何意义，下面笔者将带您了解一下。 什么是黄钾铁矾？ 黄钾铁矾是硫酸盐矿物中的一种，通常以块状或者土状的形式存在，也有以晶体的形式存在的情况，但是十分罕见。黄钾铁矾一般呈现赭黄色或暗褐色，一般是黄铁矿在一定条件下发生氧化反应形成的。在化学性质方面，黄钾铁矾不溶于水，但溶于盐酸，从化学分子式上可以看出它是一种碱性物质，与酸性物质结合会发生中和反应。 根据考察发现，黄钾铁矾在全世界的硫化矿床氧化带中比较常见，我国台湾、意大利、西班牙、希腊等地区都有重要产区。2004年，美国的＂机遇号＂火星车首次在火星上发现黄钾铁矾，而科学家在地球上进行的研究表明，黄钾铁矾需要在含有稀硫酸的地下水环境中形成，已经发现的不少黄钾铁矾出现在矿山的排水区域，或者火山喷孔附近。 黄钾铁矾形成之后需要在干燥的环境中才能稳定存在，如果处于潮湿环境中，黄钾铁矾会迅速分解，产生氢氧化铁。从科学家目前对火星的探测情况来看，这颗行星上的自然环境条件并不符合黄钾铁矾的形成条件，那么火星上的黄钾铁矾又是如何形成的呢？ 火星的环境贫瘠，为什么还会出现黄钾铁矾？ 对此有观点认为，火星表面的黄钾铁矾可能是酸性水和咸水的混合物蒸发后形成的，但之后参与该研究的科学家吉奥瓦尼·贝卡勒表示，火星地壳中存在碱性玄武岩，而这种岩石会在酸性水蒸发之前就使其中和。还有观点认为，几十亿年前的火星表面也被大量的冰层所覆盖，黄钾铁矾就是在冰层中产生的。 以上两种观点都认为黄钾铁矾是火星自己产生的，还有一类观点认为火星的黄钾铁矾是外来的，即小行星、彗星等天体撞击在火星表面后形成的。在NASA发布机遇号发现火星黄钾铁矾的消息后，这种观点一度成为主流观点，但之后科学家从机遇号后续的探测数据中发现，火星地表的黄钾铁矾含量并不少，而且分布区域广泛，不太可能是其他星球带来的。 研究人员如何找到南极黄钾铁矾？ 一般情况下，黄钾铁矾出现在一些暴露在空气和雨水的废弃矿物中，这次比克卡大学研究人员在南极发现的黄钾铁矾是十分罕见的。根据贝克勒的介绍，他和他的团队在一根长达1620米长的南极冰芯中找到了冰河时期的矿物，并且在其中分析出了一种特殊的灰尘粒子，他们一开始就怀疑该灰尘粒子就是黄钾铁矾。 为了证明猜想，研究人员利用黄钾铁矾吸收X射线的特性，用X射线照射灰尘粒子，然后在高倍电子显微镜下进行观察，最后对比了黄钾铁矾经过同样处理后的表现，确定灰尘粒子就是黄钾铁矾。此外，研究人员发现在冰芯中发现的黄钾铁矾和其他矿区里发现的黄钾铁矾有细微的差异，这种差异体现在前者的边缘存在裂纹，科学家认为是长期处于冰川内导致的。 该发现说明了什么？ 2004年机遇号发现火星黄钾铁矾的时候，许多科学家就推测火星可能存在和地球一样的矿区带，但后面经过长期的探测和研究，发现这一推测并不现实。而前文讲到了对于＂火星环境贫瘠却存在黄钾铁矾＂这个问题的解释，其中就有一个观点认为这些黄钾铁矾是过去火星表面覆盖的冰层所残留的，而如今这一观点随着南极也出现了黄钾铁矾而得到了更多认可。 在这种猜测下，几十亿年前的火星表面被冰层所覆盖，而且那个时期的火星还存在大气层，大气层中混杂着各种尘埃颗粒，其中就不乏硫酸盐、铁、钾等颗粒，这些都是形成黄钾铁矾的原始材料。如果要证明这种猜测是成立的，那么需要在地球上也找到类似的环境情况，然后在该情况下也发现黄钾铁矾。 而这次发现则刚好证明了这一猜想，南极冰芯内的黄钾铁矾颗粒表明火星过去存在冰层的可能性比较大。值得注意的是，科学家在南极发现的黄钾铁矾要比火星上的黄钾铁矾小得多，前者以厘米为单位，而后者以米为单位，这从侧面说明火星过去的冰层里存在更有利于黄钾铁矾形成的条件。 关于火星黄钾铁矾，早期有科学家认为这种化合物不仅需要水、黄铁矿以及酸性条件，还需要一定的氧气和能发生分解作用的微生物，这些理论让不少人认为黄钾铁矾的出现说明火星过去或现在存在微生物。而美国蒙大拿州大学的科学家迈克尔·科特勒表示，黄钾铁矾也可能在没有微生物的环境下形成，因为火星拥有高度氧化的环境。 什么是＂火星环境地球化＂？ 换而言之，黄钾铁矾的发现并不能证明火星存在水或微生物，更不能证明火星拥有宜居环境，因此人类未来如果想要移民火星的话，首先需要进行的工作就是＂火星环境地球化＂。顾名思义，这是一项以地球环境为模板去改造火星自然环境的工程，根本原因是火星的环境还达不到人类生存的要求。 火星的基础条件太差了，以至于＂火星环境地球化＂这项工程十分艰巨。首先，人类要改变火星大气的问题，让氧气含量升高。为此，有科学家想过改变彗星的飞行轨迹，人为地让它撞上火星，然后利用撞击融化的水来滋养火星表面潜在的生命体，例如藻类植物。一旦藻类植物生长了起来，那么随着时间的推移它们就会提高大气中的氧气含量。 其次，有科学家将目光瞄准了火星两极的冰层覆盖区域，主张通过科技手段让两极的冰层融化，从而释放温室气体和液态水。在这方面上，＂商业科技狂人＂埃隆·马斯克曾提出用核弹去轰炸两极地区，让那里的冰层完全融化。也有科学家提出更＂温和＂的方法，即在地球轨道上安装几面超大镜子，用来反射太阳光照在火星极地的冰盖上。 除了要改造火星的大气、温度和液态水环境之外，还需要改造火星磁场。在所有自然环境条件中，磁场可能是最难获得的，因为这关系到火星内部构造和活动情况。如今人类对地球内部的构造和活动情况有所了解，但并非完全了解，对火星内部情况的了解则更少。如果未来人类在火星的移民基地也要实现实时定位和通讯，就必须依靠火星的磁场。 这项工程能成功吗？ 如果以现在的发展眼光来回答这个问题，笔者认为人类几乎没有可能建成一个＂环境地球化＂的火星。一方面是因为人类现在的技术水平有限，世界上对火星最了解的国家是美国，而美国至今也还未送宇航员登陆火星，就更别说其他国家对火星的了解程度了。而改造火星自然环境并不是简单地将探测器和宇航员送上火星这么简单，还要考虑人类在火星的长期生存。 美国早在上世纪六十年代末实现载人登月，那一项伟大的成就距今已经有超过50年的历史了，美国也仅仅是完成了载人登月，根本没有在月球上搭建基地的想法。究其原因，工程耗费巨大，分分钟可能让美国的国库亏空，还有就是月球没有潜在价值。那么火星是否有潜在价值呢？可能比月球更有价值，但也没有哪个国家能独立完成这项工程。 另一方面，如果从长期发展的角度来看，不设期限的话，人类最终还是有可能将火星环境地球化的。因为从长期发展趋势来看，人类文明一直都在向上发展，科技也在不断地往前发展。如果科学探索真的永无止境，那么人类科技的发展也应该是永无止境的。以这样的观点去看待未来的发展，自然是一片光明，但也不要忘了现实问题。