火星是地球的近邻，自古以来火星就以其“橙红”的外观，吸引了人类关注的目光，我国古人更是以“荧惑”对其命名，彰显了人们对它的敬畏之情。随着科学技术的发展，人类向火星发射了众多的探测器，其中包括若干着陆探测器，对火星的外观、大气组成、地形地貌以及地下结构等都进行了相应的探测，火星在世人眼中越来越呈现出“立体化”的状态。

通过深入探测，人们发现，火星表面的环境状况比较恶劣，不但大气很稀薄，气温较低，而且表面水资源非常稀少，仅在两极和一些山脉背阴处存在少量的水冰，火星表面呈现的是一片暗黄的荒凉景象。不少科幻小说和影视剧中，出现过建造火星基地或者将火星改造为宜居星球的桥段，但现实情况无疑给这种设想泼了一盆凉水。

火星是一颗“死去”的星球

火星目前荒凉的状态，其实在远古时期根本不是这么一个面貌。因为从很多探测器传回的图像，我们能够看出，在火星的平原、山脉的边缘等区域，能够清晰地看出凹陷的长条地貌，这种地貌非常类似于干涸的河床，后来经科学家们研究，发现至少在10亿年前，火星仍然是一颗非常宜居的行星。

如果仅从行星轨道所处的位置来看，金星、地球和火星都同处于太阳系的宜居带内，只不过目前地球正好处于宜居带的中间，金星偏向于距离太阳更近的一侧，而火星则处于宜居带的外缘。

而地球和火星这两颗行星，与水星、金星这样的类地行星一样，它们形成的历史时间段，基本上差不了多少，而且从形成过程看，都是把那些没有被太阳“拉拢”过去的星际物质，重新聚集在一起所形成的，在早期地球、金星的演化过程中，它们二者或许经历的过程都差不多，都有很大的几率存在着广袤的海洋，适宜的大气层，甚至早期的生命形态。

在太阳系的形成早期，整体温度要比现在要高得多，后来才慢慢冷却下来，火星和地球同样如此。所以，在行星的演化进程中，由于火星的体积和质量较小，因此从炙热状态转变为对碳基生命友好的温度，要远比地球靠前，所以，有不少人士认为，十几亿年前的火星，其实应该比地球更为宜居，不但有适宜的温度、浓密的含碳大气，而且还有由液态水构成的海洋和湖泊，天空中也会漂浮多变的白云。

然而，问题也同样出现了。正因为火星的质量较地球小很多，其冷却速度要比地球快得多。到目前为止，地球的内核仍然呈现出熔融的高温高压状态，并且在自转的影响下，由内部液态物质的运动产生了地球磁场，从而阻挡着来自太阳高能粒子的冲击，保护着地球的大气层没有被太阳风所吹散。

火星则没有这么幸运，随着内核的逐步冷却，磁场也随之消失，大气层逐渐被太阳高能粒子所电离分解，另外质量较小使得火星束缚这些气体分子的能力也较小，电离后的气体分子能够更快地逃逸出去，最后火星大气层几乎呈现真空的状态。在此状态下，火星上的海洋和湖泊水分子的蒸发变得异常迅速，水蒸气分子也呈现出不断地被电离和逃逸的进程，最后火星表面变得异常荒凉和干燥。

对火星进行改造的出发点

大家知道，地球在近100多年里，在人类活动的干扰下，大量化石能源被消耗，排放到空气中的温室气体特别是二氧化碳越来越多，从而吸收地表红外辐射的能力越来越强，地球的温室效应越来越显著，全球整体温度在100年里足足升高了1.2摄氏度，在两极等敏感区域甚至提升了3摄氏度左右。

随着温室效应的逐渐加重，地球和海洋湖泊中的水出现蒸发的强度也逐渐加大，这使得大气层中水蒸气的含量也随之提高，而水蒸气也是一种温室气体，能够加剧温室效应的产生，从而形成一种温度越高－蒸发越旺盛－吸收热量能力越强－温度继续变高这种循环模式。那么这一种模式能否用在火星上呢？

有研究人员提出，如果可以提高火星表面的温度，或许可以重新给火星盖了一层“毛毯”，来推动火星形成显著的温室效应。而提出这个猜测的支撑点在于，虽然火星目前的大气层指不上了，但是在火星的两极和地表之下，还蕴藏着大量的水资源和二氧化碳，分别以水冰和干冰的形式存在。

在提高火星温度的进程中，这些温室气体就会重新释放到火星的大气中，当积聚到一定程度以后，便会自然激发出温室效应来，然后我们只需要静观其变，在几百年内或许火星就会变得宜居起来。

而要想让火星的温度提升，一些研究人员提出了不同的方案，比如利用核弹在火星表面爆炸，推动释放地下更多的二氧化碳；在火星上空安装大型的反射镜，将更多的太阳光线反射到火星表面；在地球上合成更多的全氟化碳等高效温室气体，将其带到火星，或者将太阳系外围一些富含氨气的彗星，引到火星轨道上坠落，等等。这些措施的核心，都是想方设法来增加火星表面的温度，或者通过增加温室气体的途径来提高表面温度。

然而，这些方案虽然理论上可行，但是实际操作并不可行。

火星改造的难点在哪里？

咱们先不说在火星上空建造巨大反射镜、拉来其它彗星放到火星上的技术难度有多大，仅仅看这两种方式，对火星整体温度能够提升多少，现在还很难进行估测，镜子建得小了、彗星数量少了，对火星自然环境的改变根本起不到任何作用。

这里重点谈的不是上面两种技术，而是看上去可能靠谱的方式，就是刚才提到的增加火星大气层中二氧化碳含量的方案。不论是用核弹引爆，还是其它的方式，所释放的二氧化碳，必须达到一定程度之后，才能引发明显的温室效应。

有研究者提出，火星目前的气压仅为地球地表的1%左右，如果将火星两极和地下所含的二氧化碳和水分子，全部释放到火星的大气中，气压理论上也只能增加到地球的2%，而如果要想在火星上脱去宇航服，那么气压至少要提高到地球的10%以上，显然，火星本身的资源是远远不够形成稳定的温室效应条件的。

另外，更为严重的问题是，火星上面没有磁场。即使想方设法将足够多的气体充入火星大气层，那么火星也没有办法留住。没有磁场保护，气体分子很容易被太阳高能粒子所电离，之后这些气体就不再是气体了，而是等离子体，更容易在引力较小的火星环境下，逃逸到宇宙空间中去。所以，火星的能力，也是远远不能束缚住气体分子的，更没有办法形成稳定发展的温室条件。

所以，对于火星的改造，目前来看，条件和基础根本不具备，因为我们不能从根本上解决火星的磁场问题。现在和今后一个时期的探测重点，则是更加深入地了解火星的地质构造和土壤组分，探测火星哪些区域富含水资源，然后因地制宜、稳扎稳打地实施火星基地建设，在小范围的封闭环境内，开展氧气和二氧化碳循环、生物耐受性和成长等相关试验，或许在将来，火星能够成为我们更加遥远的深空探测以及星际移民的一个重要中转站。