对火星的地球化改造是很多人的梦想，这种改造最早由科幻作家杰克·威廉森提出。虽然现在还没有实现载人火星之旅，但丝毫不妨碍科学家对火星地球化改造的前瞻性研究。

1，为什么要改造火星？

　 火星环境改造是一项世纪大工程，甚至是一项空前绝后的大工程，为这项世纪工程所要投入的人力、物力和财力无法估量，为完成这项工程所需要的时间不是十几年或几十年，而是几百年或上千年。人类为什么要花费如此高昂的代价来实施这项工程？

（1）人口输出论：因为地球上的人口越来越多，资源越来越少，环境越来越坏，生活质量越来越下降，因此应该寻找出路，将地球上过多的人口输出到其他星球上，而在太阳系中，唯一能够接收地球上过多人口的就是火星。

（2）火星还原论：在几十亿年以前火星还是一颗到处都布满水的行星，火星过去的环境跟地球一样，这种环境完全适合于生命的存在。因此人类改造火星的目的就是要恢复火星过去的环境，还原其本来“面目”。

（3）人性论：人类对火星的改造是由人的本性决定的，因为人总是不断进取，不断扩大自己的生存空间，不断改造周围环境，使之适合于自己的需要。因此改造火星环境，是人类历史发展的必然，是人类本性的集中体现。

2，如何改造火星环境？

科学家建议，对火星的环境改造分两步走：第一步是生态系统形成；第二步是地球环境形成。

所谓生态系统形成，就是在不毛之地的火星表面形成一个无氧的生物圈。要形成无氧的生物圈，火星还须有充足的液态水，到达火星表面的紫外线要大大减少，大气中要逐渐增加氧和氮的含量。对火星环境改造的一个有利条件是上述这些工作是互相影响的，在某种程度上形成一种正反馈。例如当大气的密度和厚度增加时，它既可以减少紫外线辐射，又可以产生温室效应，提高火星表面的温度；当火星表面温度提高时，可以融化北极的水冰，甚至融化永冻土中的冰，因而可以部分解决液态水的问题。

火星环境改造工程首先是从提高其表面温度开始。办法有两种：直接加温法和间接加温法。

所谓直接加温法就是使用物理学的办法在火星的局部加温，具体方法有太阳反射镜、小行星撞击和在火星上进行核爆炸。间接加温法包括减少火星极冠的反射率，让极冠吸收较多的太阳光，从而达到提高温度的目的。

生态系统形成阶段结束后将进入地球环境形成阶段。地球环境形成阶段的最终目标是在火星上形成一个与地球完全相似的生物圈，能够适合于人类的居住。

地球环境形成阶段的第一步是在火星的某些条件稍好的地方引进地球上的微生物。首批引进的微生物必须是所谓的光能自养生物。这种光能自养生物的特点是能利用太阳光作为能源，在代谢过程中不需要复杂的有机物。为了保障从地球上引进的生物能在火星上存活，并适应火星上的恶劣环境，必须用转基因技术培育出新的品种。因为目前还没有一种微生物能适应火星环境。

在火星上引进地球的微生物后，可以改变火星大气的成分，特别是增加氮的含量。但是火星环境要适合人类的居住，首先是要有氧，因此在成功地引进微生物后，就应该在火星上种植植物。因为只有植物才能将火星大气中的二氧化碳转变成氧。首批在火星上生长的植物可能也是转基因技术的产物。因为一般植物是不可能在富于二氧化碳和差不多完全缺氧的环境中生长发育。另外，这种植物要么自己授粉，要么由风授粉，不能由昆虫授粉。因为在这种情况下还没有昆虫。

火星上引进了微生物和植物之后，还要引进动物。一旦火星上有了较多的氧气，并且温度和湿度都比较适宜时，要大量种植植物和繁殖动物。不仅数量要多，而且品种也要多，要使火星上的生物跟地球上的一样具有多样性。生物多样性对于保障火星生物圈的稳定极为重要。

只有当人类大量移民到火星以后，火星上的生物圈才能迅速发展成跟地球的一样。在火星环境改造过程中，当然会有越来越多的人到火星，但主要是临时性的去工作，而不是永久性的去定居。当大量移民在火星上定居时，人类的生产和生活将加速火星环境的改造，从而使火星真正成为人类的第二故乡。

科学家们估计，如果生态系统形成阶段需要一个世纪的时间，部分地球环境形成可能需要几个世纪的时间，而火星上全部地球环境形成，可能需要更长的时间。因此如果实现整个火星的环境改造，使其环境跟现在的地球完全一样，前后大约需要1千年。这确实是一段不短的时间。可是在地球形成的早期，仅从无氧环境通过光合作用变成有氧环境，就花费了10万年。而人类仅用1千年就将火星改造成跟地球一样，相比之下这段时间不算太长。

3，火星环境改造的快速方法

不管怎么说，用几个世纪甚至一千年的时间来对火星进行改造，不仅速度太慢，而且时间也太长。这种猴年马月的事情，即使对火星环境改造最热心的人也会大失所望、灰心丧气。有没有改造速度更快、花费时间更短一些的办法？　　

科学家设想，将一些直径为250千米的巨大反光镜放置在距火星32万千米处，利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。这些巨大反光镜的重量将达20万吨，这意味着它们体形太大而无法从地球发射。不过，人们有可能可以利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。

如果把这样大小的镜子对准火星，它可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的：通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上，使那里的冰融化，释放出人们认为储存在冰内的二氧化碳。多年之后，气温上升将导致氯氟烃等温室气体的释放。

此外，还可以利用温室气体生产厂来留住太阳辐射，更大胆的建议是利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。

虽然我们在本世纪内就可以到达火星，但是火星环境地球化这一想法的完全实现却可能需要几千年的时间。但这是我们的火星任务，是我们必须完成的。

要克服的困难其实还有很多。我觉得最大的困难是火星比地球小，引力只有地球的38%，如何能让火星留住那些制造出来的气体呢？按照相对论，引力的大小与物体的质量有关，难道要增加火星的质量？这是更为庞大的工程啊。不谈什么资金注入，就是技术上也很难办到。

最近的消息是，中国探月工程首席科学家、“嫦娥之父”欧阳自远在接受记者采访时也谈到了火星的地球化改造，这说明中国的科学家也有丰沛的想象力啊。说不定，将来完成火星改造的人会是中国人呢。

下图是火星有海的假想图，大家可以看到，与地球刚好相反，火星的海洋主要集中在北半球，现在那里是一大片的平原，而陆地集中在南半球，现在那里是山脉和高原。

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1，《赶往火星》。这是美国火箭工程师罗伯特·祖布林的杰作，在书中详细介绍了一种以现有技术和较低费用实现载人火星之旅的方法。

2，《火星三部曲》。金·斯坦利·罗宾逊的杰作，包括《红火星》《绿火星》和《蓝火星》，详细描写了对火星进行地球化改造的过程。