科学分析：为什么马斯克核弹改造火星计划不会成功
技术狂人伊隆·马斯克上月再次发推文表示，希望用核武器改造火星，引发大讨论。他认为通过将二氧化碳排放到大气中，火星将被改造地球这样可居住的星球。我们知道，太阳系中有八大行星，而类地行星则有四颗，分别为水星、金星、地球和火星。
简单来说，类地行星是硅酸盐岩石为主要成分的行星。类地行星的构造比较类似：其行星内部是一个以铁为主，且大部分为金属的核心，围绕在周围的是以硅酸盐为主的地幔。月球的构造也相似，但核心缺乏铁质。类地行星一般具有峡谷，撞击坑，山脉和火山地貌。另外，类地行星的大气层都是再生大气层，有别于类木星直接来自于太阳星云的原生大气层。
此外，太阳系目前还发现了一颗类地矮行星，谷神星。像冥王星虽然有像类地行星的固体表面，但主要以冰为主要的成分。
当太阳系形成时，应该还有很多这样的微行星天体，但是它们可能都在太阳星云形成四颗气体巨星的过程中被合并或毁灭了。
太阳系的类地行星中，只有我们地球现在仍有活跃的水圈。
火星究竟是一颗怎样的类地行星呢？火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角和自转周期则与地球相当，但绕太阳公转周期是地球的两倍。它是太阳系的八大行星中第二小的行星，其质量、体积仅比水星略大。
如果人站在火星地表上，第一个感受就是寒冷。尽管火星某些地区地表温度白天可达28℃，但到夜晚，温度可低至-132℃，火星平均温度-52℃。这主要是由于火星比地球离太阳远，日射量较少造成的。
火星大气成分95%是二氧化碳，3%的氮气，1.6%氩气，很少的氧气，水汽等。火星大气中充满着很多悬浮尘埃，吸收蓝光使天空成黄褐色。 天文望远镜在火星大气中还发现了甲烷气体。火星大气层比较薄，平均地表气压只有6百帕，大约为地球表面气压的0.6%，仅相当于地球表面算起35公里高的气压，这么低的气压使声音在火星传播的距离只有在地球上的1.5%。
由于气悬微尘与地表的热作用，火星低层大气相对温暖。火星中层大气存在有高速气流，而上层大气温度很高，大气分子也不再像下层那样分布均匀。外气层高度在200公里以上，大气渐渐过度到太空，无明显外层边界。
火星大气环流主要为单胞环流，由赤道相对热空气上升，漂至极区下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的夏半球，极冠的二氧化碳升华进入大气，使气压升高；而冬半球由于二氧化碳凝华，气压下降，由于进出大气的二氧化碳量高达25%，造成南北压力差，空气便倾向由高压的夏半球流向低压的冬半球，形成依季节而变向的环流。因此火星的天气系统是全火星球性的，例如尘暴。
与地球相比，火星地质活动不活跃。科学家们长期观测火星后发现，火星南半球地势比北半球高，北极盆地显示有过大撞击，现在推测大约45亿年前，火星遭冥王星大小天体撞击之后，形成火卫一和火卫二 卫星，也使得火星内核热能散溢出上地幔，火星内核运动逐渐停止，造成现在的火星无法产生强磁场。
由于火星比地球小，相对表面积与体积成反比而较大，因此火星核心也冷却得比地球的快，地质活动趋缓，磁场和板块运动消逝，太阳风带走大气变薄导致气压偏低，而造成液态水在低温就会沸腾、无法稳定存在。
火星表面基本是沙漠，沙丘、砾石遍布。火星地表地貌大部分于远古较活跃的时期形成，充满撞击坑，有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山，最大的峡谷：水手号峡谷。火星南方是古老，充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原，两极皆有主要以水冰组成的极冠，而上面覆盖的干冰会随季节消长。
因此，火星目前的环境其实并不适合人类居住。
为了改造火星，马斯克提出在火星两极不断引爆核弹，以创造两个新的迷你太阳。用持续的核爆人造火星两极的脉冲太阳。
马斯克说：“根据我们的标准，这种核爆是一系列的，但是根据灾难标准衡量非常小，基本上是在火星两极上有两个微小的脉冲太阳。”
经过计算，为了保持两个这样的太阳不断进行，马斯克需要每天在生产线上制造大约3000枚核弹，然后将它们运送到火星，然后在极地上爆炸。
这有用吗？从来没有任何科学理论表明核武器可以快速或减缓类地行星的“地球化”。
使用核弹来融化火星极地冰帽中的湖泊，冰很快就会融化，但它会在下一个时间内又再次冻结。
人类目前的核武器远没有彗星撞击行星那么强大。一颗巨大的彗星释放的能量与成千上万的“沙皇炸弹”一样多，这种冷战时期的氢弹能量达到5000万吨TNT当量，是迄今为止测试过的最强大的核武器。连彗星撞击都无法使火星变形，核弹投放到火星上也是杯水车薪，即使连续不断的轰炸也不行。
理论上，火星确实可以被推入失控的温室效应当中，前提是火星上所有的干冰都蒸发到大气中。然而，要做到这一点，马斯克的团队需要将火星大气压力升高，大约是地球海平面大气压力的10％，而火星目前的大气压力大约为地球表面气压的0.6%。
这相当于大约140000立方千米的干冰需要以某种方式蒸发释放以获得失控的温室效应。1立方公里干冰块约为1.6千兆吨，马斯克需要9倍的量才能达到地球大气压的10％。
尚不清楚火星是否有那么多干冰。目前的探测到的火星干冰至少有10000立方千米，但要最终实现目前的大气压力十倍，这一目标极难实现。
如果没有释放足够的二氧化碳，那么火星两极的干冰会恢复到原状，因为火星大气层和火星两极的干冰的蒸汽压力会不平衡，所以这些干冰将全部凝结回干涸的冰柱。
人类有史以来爆炸的最大核弹可以释放五十兆吨的二氧化碳量，即使将它直接放在两极已知的干冰沉积物上，所有的能量释放出二氧化碳，仅仅可以释放不到一立方千米的火星干冰。
即使火星上如马斯克所愿最终富含二氧化碳，其稀薄的大气也不足以让这颗星球保持足够温暖，因为火星只能获得地球一半的阳光。因此，核爆方式不可能造就一个温暖的火星。
核爆改造后的火星会出现失控的温室气体，但马斯克需要不断补充温室气体，以保持火星足够的温度以适应居住环境。
然后大约要耗时十万年的光合作用才能把火星改造成为富氧环境。最终还需要年复一年地种植足够的植物，形成泥炭或类似的层，用几层厚的有机物覆盖整个火星表面，以隔绝所有这些碳。
即使克服了二氧化碳，氧气的制造难题，人类在正常大气压下长期生活在纯氧环境中会表现不佳，人类会受到氧气中毒的影响，纯氧环境还会增加火灾风险。
马斯克火星改造计划的其它障碍还包括火星内核缺乏磁场。行星磁层是一种防止太阳风带电粒子到达行星表面的屏蔽。由于太阳风通过太阳系承载的粒子通常是带电的，因此磁层起到防御太阳风的保护作用。
火星曾经有存在一个强大的磁场，就像地球现在由内核产生的保护层一样。科学家表示，火星在42亿年前的某个时间失去了磁场。在接下来的几亿年中，太阳强大的太阳风将粒子从未受保护的火星大气层中剥离出来。缺乏磁场主要有两个影响：首先火星暴露于持续的太阳风暴袭击当中。其次就是火星大气水蒸气丧失殆尽。
因此，就目前而言，我们或许能够 探索 火星，甚至在不久的将来建立一个基地。但是我们不应该在这颗红色星球上制造小型核爆炸来改造它。除非未来出现革命性的手段，无论如何努力工作，以我们当前的技术水平，我们都无法将火星改造为一颗适宜人类居住的行星。
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