火星地形：在地球上培育火星的想法

由于大气层比地球稀薄，密度比地球低100倍，因此火星的天气由其极端情况决定。

在赤道附近，白天的高点经常超过冰点，在夏季（到华氏 60 摄氏度）偶尔会升至15摄氏度以上。但是即使在夏天最热的时候，夜间的温度通常也会由于-大气保持的热量很少而骤降至-75°C（-100°F）以下。在两极附近，寒冷更加严峻，冬季低点降至-120°C（-184°F）以下。

尽管如此，埃里克·瓦兹（Eric Vaz）认为，有一天某些来自地球的强壮植物可能会在火星上生长。瑞尔森大学（Ryerson University）地理分析教授瓦兹（Vaz）说：“实际上，如果我们认真考虑让人们生活在火星上，那么我认为我们将需要带植物并考虑进行地形改造。” 植物可以在生命维持系统中发挥作用，因为它们在过滤出二氧化碳的同时回收了水和氧气。瓦兹（Vaz）最近与人合着了一项研究，该研究发表在《生命科学》杂志的《太空研究》中，为火星上的小规模地形形成了一个新框架。

火星大气层中的二氧化碳含量为95％，仅有少量的氧气和水蒸气。由于使用当前技术在全球范围内对火星进行地形化将非常困难，因此Vaz设想了在小型封闭区域内进行地形化的未来。

瓦兹和他的一名研究生使用了来自WorldClim 2的30年全球天气数据和来自美国地质调查局的海拔数据来识别和分析地球上与火星上发现的条件最相似的位置。他们使用地理信息系统（GIS）工具来分析全球温度，降水，海拔和太阳辐射数据，从而确定了加拿大北极和南极洲某些地区，其状况比地球上任何其他地方都更类似于火星。例如，加拿大德文岛的部分地区在夏天的温度通常超过10°C（50°F），而在冬天则下降至-50°C（-58°F）。

在对来自全球生物多样性信息设施的广泛植物物种数据库进行分类之后，瓦兹研究了某些他认为人们最终希望带入火星的植物。其中最有前途的是 苔藓植物 门（苔藓，地参和金缕梅等小植物）和 气管气门 植物（蕨类植物和马尾草）等维管植物。事实证明，最有前途的候选人是Poa属 ，一组多年生草，有数百种不同的物种。Vaz解释说，除了能够处理严寒的温度和强烈的太阳辐射外，Poa会占用最小的空间，几乎不需要维护，并且可以产生大量的种子。

上面的自然色卫星图像显示了Truelove低地，这是德文岛上条件类似于火星的区域之一。它也是岛上特别茂盛的部分，是Poa arctica（北极蓝草）和Poa abbreviata（短蓝草）的所在地。与东部的德文郡冰盖不同，这些低地比岛上其他地区的气候更温和，更宜人，因为附近的悬崖有助于调节温度。除了在夏天在地面铺地毯的植物外，Truelove Lowlands还吸引了麝香牛，狐狸和北极熊。该图像是由2020年7月在Landsat 8上的Operational Land Imager（OLI）采集的。

瓦兹警告说，他不希望很快看到北极蓝草在火星上生长，但是鉴于美国宇航局的长期计划，即派宇航员前往火星，以及一系列卫星和漫游者前往红色星球，他对未来充满乐观。

“向地球外看开了一个观念，那就是我们必须是一个要在不同地方生存的物种。我们是旅行者。我们需要在局限范围之外思考，”瓦兹说。“在蓝草或任何其他植物在火星上生长之前，必须解决巨大的技术挑战，但是好消息是我们已经拥有了不可思议的地理空间工具和环境数据数据库，我们可以从今天开始使用这些工具和数据库来开始工作在这个问题上。”

参考文献：“火星地形形成：地理信息系统框架”，作者：Eric Vaz和Elissa Penfound，2019年12月26日，太空研究生命科学。
DOI：10.1016 / j.lssr.2019.12.001

约书亚·史蒂文斯（Joshua Stevens）使用美国地质调查局的Landsat数据拍摄的NASA地球观测站图像。