地球磁场强到足以保护生物不受太阳风带电粒子直接侵袭,相比之下,火星如今磁场相当支离破碎,无法保护生物免受致命辐射轰炸。偏偏人类有个火星梦,想踏上火星建造家园,若要达成此愿景,首先得给火星安装一个人造磁场。
根据现有理论,火星磁场约在 42 亿年前突然消失,失去强大磁场的保护,火星便无法防止地表免受太阳风带电粒子轰炸,也无法防止太阳风随时间推移剥离行星大气层,最终火星在接下来 5 亿年内从温暖潮湿的星球变成如今寒冷、干燥、不适合居住的星球。
为了在火星建立长期殖民基地,一派科学家提出了“火星地球化”,试图透过释放大量被冰封的二氧化碳、重建磁场、将大气压力增加到阿姆斯壮极限(Armstrong Limit)等方法,把火星改造成类似地球的宜居环境。
阿姆斯壮极限是指人类在不穿太空压力服时得以生存的阈值,一旦低于阿姆斯壮极限,肺部、眼睛、唾液中的水便会自发沸腾,人体将变成肉汤。
那我们又需要多强大的磁场才可能让人类在火星上生活呢?令人惊讶的是,冰箱磁铁的磁力就足以偏转太阳风粒子,问题在要于整个火星生成均匀磁场是一大挑战。过去已知建立磁场方法包含重新点燃火星内部铁对流、在火星 L1 拉格朗日点放置磁偶极、或制造人造带电粒子环(类似辐射带)等。
2017 年,NASA 提出了在火星 L1 拉格朗日点放置磁偶极(magnetic dipole)、形成包围整个行星的人造磁层方法,由于 L1 拉格朗日点位于火星与太阳的中间,放在 L1 的磁偶极构造能产生 1~2 T 的磁偶极场,足以偏转太阳风使火星大气达到新的平衡,只要等待一段时间,火星大气层自然又变稠密,平均温度增加 4°C,足以融化藏在北极冰盖中的二氧化碳,引起温室效应后进一步导致水冰融化、释放更多可利用资源。
不过上述方法以目前技术来说来有点科幻,根据一篇新研究,科学家表明重新引发火星核心发电机效应最不可行,但或可藉火卫一制造带电粒子环来产生磁场。
这种选择有点像模仿木卫一环绕木星时产生的电浆环(埃欧环),由于火卫一轨道距离火星非常近,每 8 小时便绕火星公转一圈,因此研究人员建议可电离火卫一表面粒子然后加速它们,从而沿火卫一的轨道产生一圈电浆环,接着利用电磁波驱动环中净电流,进一步产生足够强大的磁场来保护火星。
虽然创造人工磁场所需资源超乎想像的庞大,但至少科学家得先提出概念,才能接着思考如何达到目标。
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(首图来源:pixabay)
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