本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
在SpaceX公司最近提出的行星际旅行和殖民愿景的相当史诗般的视频中，最引人入胜的或许是最后几秒。随着火星在其轴线上旋转，我们得以瞥见一个未来：这个干燥、寒冷、尘土飞扬的世界开始转变成另一种色调的地方，那里有积水，或许还有一丝绿色。
改造行星——地球化改造——的想法并不新鲜，也不适合胆小的人。但考虑到埃隆·马斯克的许多项目的胆识和成功，我们可能会改造火星以使其更适合我们居住的想法至少值得重新考虑。
地球化改造是人类可能在另一个世界生存下去的众多方法之一，而就其他方面而言，这个世界似乎仅仅是为了杀死我们而存在的。如果你没有在途中、着陆时或因纯粹的心理压力而死亡，你也会因暴露于低压、极端温度、紫外线辐射、宇宙射线、腐蚀性的火星风化层（掺有高氯酸盐）、饥饿、长期低重力或我们尚未想到的东西而死亡。
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还有一个棘手的问题，即如何保护火星上的任何本土生命。以岩石为食的微生物有权利吗？它们当然具有难以估量的科学价值，而在原本原始的自然环境中投放数千只肮脏的猿类可能是最糟糕的事情。我不会在这里讨论这个问题——但这是一个关键问题。
在我们完全转向地球化改造之前，有一些潜在的中间步骤可以减轻火星上大量人口的生活危害。你当然可以建造适宜居住的结构——或许埋在风化层中以帮助隔热和防辐射。你甚至可以开始建造“生物圈”类型的设施，在那里你可以有效地在气泡中制造一个小地球。这些有时被称为“准地球化改造”方法。但你可能想开始弄清楚如何利用这片土地本身。
一个想法是峡谷帐篷。火星拥有峡谷、陨石坑或熔岩管等地貌，可能只需要一个“盖子”结构就可以创造出巨大的环境体积，我们可以在其中引入大气、水分并进行控制。
不过，最终的土地利用方式是部分到完全的地球化改造。那么你该怎么做呢？
第一步是尝试增加火星大气层的密度——目前压力只有地球大气层的千分之一，令人窒息。更厚的大气层和更高的温度可以使液态水在地表存在——来源于大型火星冰冻水沉积物。
火星的两极地区确实有大量的二氧化碳冰冻沉积物，将其释放为气体可能会带来双重好处：提高大气压力并提高全球对红外辐射的滞留——“温室”效应。目前，火星大气层对红外 (IR) 辐射的透明度明显低于地球——现代火星的红外“光学深度”（一种统计测量光线被阻止效率的指标）约为 0.2，而地球约为 0.83——金星约为 60。
如果我们能够释放火星上大部分的二氧化碳冰冻物，我们就能够将大气压力提高到地球的三分之一并且达到极地温度永久高于升华点的失控点——防止二氧化碳冰再次形成。为了做到这一点，我们有以下选择，例如
在两极上空进行大量热核爆炸（埃隆·马斯克至少非正式地提到过的一种方法）
在太空中放置巨大的镜子，将太阳能聚焦到两极地区（半径为 125 公里的镜子可以帮助将极地温度提高约 5 开尔文）。
通过投放彗星（冰体）将氨气倾倒入大气层作为温室气体。其优势还在于为火星大气层添加了氮气的“缓冲层”。
向大气中泵入氟氯化碳以增强温室效应——需要大约 4000 万吨（约为人类迄今为止制造的氟氯化碳总量的 3 倍）。
喷涂火星表面以降低反射率（需要很长时间才能产生效果）
……而这些仅仅是第一步。
潜在的障碍清单同样很长
气候是复杂的。我们是否只会让火星成为一个充满风暴和毫无用处的极端气候带的世界？
你可能不会再因低压而爆炸，但氧气呢？建立可呼吸的大气层可能需要几个世纪。
我们可能对火星如何将元素流失到太空的了解不够深入——一旦水蒸气充足，它就会开始在上层大气中通过光解离分解，氢气可能会永久流失。我们实际上会使火星干涸吗？
火星的地球物理活动远不如地球活跃，没有板块构造。对于长期的气候稳定性，这可能是关键。换句话说，我们可能会让火星在几千年内适宜居住，但不会更长。
地球实际上充满了具有巨大遗传多样性的微生物，它们渗透到岩石中，与地球化学交织在一起。我们能否以一种能够重现帮助地球保持产生我们时的状态的系统的方式在火星上播种？
很明显，答案不会很简单。SpaceX公司的愿景是对过去几十年有限的载人航天飞行的一次极好的挑衅和刺激性的反驳。它也与任何理性的人对任何居住在行星上的物种所面临的存在危机（不仅仅是自找的危机）的担忧产生共鸣。像任何愿景一样，它只是一个起点。
这一切还有另一个有趣的方面。自工业革命以来，我们已经在地球上进行了一项不受控制的实验。在火星上进行一项受控实验是否能为我们提供对所有世界和所有可能的人类未来的洞察？