想吃“火星米飯”,這樣改造農(nóng)場?
發(fā)布時(shí)間:2023-05-09
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近日,彩色版中國首次火星探測火星全球影像圖正式發(fā)布,將為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。作為太陽系中與地球環(huán)境最為相似的行星,火星影像圖也將對研究地球的演化進(jìn)程提供借鑒。

除了科學(xué)意義,還有不少人夢想能夠在火星上建立新的家園,腦洞大開的“火星移民”計(jì)劃常被提及。但是,如果解決不了糧食問題,這一設(shè)想就無法真正實(shí)現(xiàn)。目前,火星還是“蠻荒之地”,“定居”火星后我們吃什么喝什么?真能像電影《火星救援》中描繪的那樣,在火星種土豆嗎?


火星土壤不利于農(nóng)作物生長

火星之所以成為人類太空移民的首選地,是因?yàn)樗c地球同處于太陽系的宜居帶中,是最接近地球的一個(gè)行星?;鹦且灿兴募咀兓惶?4小時(shí)37分,與地球有著幾乎相同的晝夜輪替時(shí)間,一年折合地球日來算約有686天,在火星上看到的太陽也是東升西落。

雖然與地球十分相似,但火星大氣很稀薄,晝夜溫差太大,氧氣含量極低,二氧化碳含量相對較高,火星重力大約是地球的三分之一。

“由以上條件可以推斷,人類能夠在火星上帶著氧氣瓶輕快地行走,在環(huán)境受控的溫室中植物能夠在火星上直立生長,利用二氧化碳進(jìn)行光合作用并茁壯成長?!?中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員鄭慧瓊解釋說。

然而,火星土壤狀況如何?它是否能保證植物的扎根、農(nóng)作物的生長?從一些研究中我們得知,火星土壤的含鐵量極高,主要是以氧化鐵的形式存在;含硫量也很高,約是地球上的100倍,易使植物中毒;鉀含量較少,是地球上的五分之一;火星上還沒有有機(jī)物。

“地球植物體中的化學(xué)元素共有70多種,主要成分有35種。其中一半以上在火星土壤中都具有,但是其化學(xué)元素的含量與地球土壤差異非常大?!编嵒郗傉f,火星整體環(huán)境條件相比地球要惡劣得多。

目前來看,人類無法在火星上生活很久,其中一個(gè)重要原因是火星土壤不利于農(nóng)作物的生長,可能什么東西也種不出來。


搭建溫室改造火星農(nóng)場

不久前,行星科學(xué)家在月球和行星科學(xué)會(huì)議上分享了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn):火星土壤或許可以種水稻。為了測試水稻是否能在火星泥土中生長,科學(xué)家模擬出火星土壤模擬物,并在上面種植基因變異的水稻品種。即使在人造火星土壤中添加少量高氯酸鹽(火星表面發(fā)現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)),水稻也能發(fā)芽。


人類離吃到火星米飯的日子不遠(yuǎn)了?

“還差得非常遠(yuǎn)。”鄭慧瓊進(jìn)一步解釋,火星很大,像地球一樣可能在不同區(qū)域有不同的土壤成分?;鹦峭寥雷铒@著的特點(diǎn)是鐵、硫、高氯酸鹽的含量非常高,肯定不能直接種地球植物,包括水稻。加上火星大氣、水分稀薄,植物無法在這樣的環(huán)境中生存。

基于以上原因,鄭慧瓊給記者模擬了火星農(nóng)場的建造方案。

第一步是農(nóng)場的選址?!耙x擇陽光比較充足,而輻射又小的地方,最好周圍距離不遠(yuǎn)處還有土層較薄、比較容易獲得地下水的地域。”鄭慧瓊說,雖然火星表面的水不能直接被利用,但可以通過凈化改造后加以利用。

第二步是在選址完成后派遣無人探測器實(shí)地調(diào)查,檢測和分析選址的氣候、土壤、陽光等環(huán)境情況。

第三步就是勞動(dòng)力登場。在鄭慧瓊看來,人類要先登陸火星,制定火星農(nóng)場建造方案,開始第一階段的搭建封閉溫室,安裝太陽能獲取裝置,改造火星環(huán)境。

待第一階段完成后,就正式開始了火星農(nóng)業(yè)。

“我們需要把兩艘‘諾亞方舟’發(fā)射到火星上?!编嵒郗傉f,第一艘要將抗逆性強(qiáng)的藻類“先鋒植物”和益生微生物落地火星進(jìn)行種植,再輔以一定的土壤改良劑;第二艘可以將一些高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、可口、抗逆性好,以及耐貯藏的農(nóng)作物品種運(yùn)往火星。

這些作物在位于火星的人類建造的溫室環(huán)境中,會(huì)逐漸獲得遺傳和發(fā)育上的適應(yīng)性并不斷優(yōu)化,最終生產(chǎn)火星居民不可或缺的糧食。



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