筆者 東邪
從上世紀七十年代開始，美國和蘇聯都探索火星上展開了競賽，從而拉開了人類探索火星的序幕。時過境遷，蘇聯已在90年代初解體，之後的火星探索局面就長期被美國獨佔。去年夏天，有兩個新面孔出現在火星探索領域，他們就是中國和以色列。中國和以色列在去年夏天利用視窗期發射了火星探測器“天問一號”和“希望號”，引起了世界的關注。
同一時期美國宇航局也發射了新一代火星車“毅力號”，三個國家在同一年裡都發射了火星探測器，讓不少媒體認為和平時代的太空競賽開始了。與此同時，還有人對探索火星存有疑惑，經過幾十年的探測，火星環境明明不適合居住，至今也沒有發現生物的痕跡，為什麼還要繼續探測火星呢？
其實大多數人看到更多的是火星的侷限性，而科學家看到更多的是火星的可能性，這也是人類一直堅持探測火星的原因。那麼大多數人看到了哪些侷限性？科學家又看到了哪些可能性呢？
火星上真的沒有液態水嗎？
說到火星，大家的第一印象就是“外星荒漠”，這是火星表面呈現給人類的樣子。它的表面分佈了許多岩石、沙塵、隕石坑和山丘，沒有一處地方是綠色的，也沒有一處地方是藍色的。經過探測，火星的大氣和土壤中並不存在純粹的液態水，這讓許多人開始對火星下定義：火星上完全沒有液態水，這是一顆不適合移民的星球。
但從廣義的角度來看，火星上存在水，只不過目前以非液態的形式存在著。首先是火星表面的一些隕石坑，那裡由於受到太陽光照射的可能性比較小，經常處於低溫狀態，因此那裡可能存在混合冰。其次是火星的極地地區，火星探測器已經拍攝到火星的兩極都存在較大面積的冰雪區域，那裡之所以存在冰雪區域，很大程度上是因為無法接收到太陽光的照射。
科學家透過探測器的特殊成像圖發現，火星北極地區的地下可能存在至少三個液態湖泊。而且這些湖泊裡的礦物質含量很高，反而適合一些自養微生物的生存。以上的發現說明火星並非完全一點水分都沒有，普通人看到的是火星沒有像地球這樣可以直接利用的液態水，而科學家看到的是那些可以轉化利用的混合冰或地下滷水湖泊。
除了液態水，這些環境問題也很棘手
火星的環境問題不僅僅在於液態水，其他方面的問題也十分棘手。首先是火星的磁場問題，經研究，火星過去是存在磁場的，它的磁場主要來自表面磁化的地殼。但在大約39億年前，火星地殼的磁化作用就消失了，至於消失的原因是什麼，目前還沒有明確的結論。那麼磁場發揮什麼作用呢？
在地球上，磁場主要發揮保護和引導的作用。保護作用體現在促成大氣層的形成並維持大氣層的穩定，而大氣層能夠阻擋許多宇宙輻射。引導作用體現在能為自然生物提供方向引導，同時也為人類的通訊和定位提供引導。失去了磁場，火星的大氣層開始崩潰，導致宇宙輻射大量施加在火星表面，使得火星表面長期存在過量輻射，任何生命都很難在這種環境下生存。
其次是火星的溫差問題，這個問題同樣是沒有大氣層的存在引起的。地球大氣層的一個重要作用就是把氧氣、氮氣和其他溫室氣體都侷限在一個範圍內，其中的溫室氣體在白天吸收太陽光的熱量，晚上又將這些熱量返回到地面上，從而起到保溫的作用，保證各地區的晝夜溫差不至於太大。然而經探測，火星的晝夜溫差可達到93攝氏度。
白天火星的氣溫可能是合適的21攝氏度，但到了晚上氣溫就驟降到零下70多攝氏度，而且這並不是火星的高緯度區域才會出現的問題，是整個火星都存在晝夜溫差極大的問題。顯然，任何宏觀地球生物都無法在這樣的環境中生存，這也是大多數人不看好火星的其中一點。
再次，火星表面還有兇猛的沙塵暴。地球上的沙塵暴通常發生在區域性區域，例如沙漠、荒漠或靠近這些荒漠的地區，而且持續的時間通常不會超過一個月。但火星上的沙塵暴著實可怕，它不僅是全球性的，而且持續時間經常超過一個月。這意味著，只要火星表面有一個地方出現沙塵暴，那麼很快全球都會籠罩在沙塵暴之中，而且持續時間長達一個月甚至更久。
如何改造火星？
以上就是目前火星自然環境存在的一些主要棘手問題，如果人類未來想要實現火星移民，那麼前提是解決這些問題造成的影響。實際上早在上世紀末期就有科學家提出了“改造火星”的想法，根據火星上存在的種種問題進行針對性的改造。在液態水問題上，科學家們將目光集中到火星地下空間和兩極地區。
SPACE X公司的創始人馬斯克是火星移民的推崇者，他曾揚言要在2030年建成第一座火星城市。為了解決火星液態水問題，馬斯克提出了一個駭人聽聞的解決方案，即在火星的極地地區引爆核彈，利用核彈爆發所產生的能量融化極地的冰雪，從而人為創造河流和湖泊。有人認為這種想法瘋狂且不現實，但也有人認為這不失為一個方法。
除了要解決液態水的問題，人類還需要解決在火星上的磁場問題。顯然，以人類目前以及未來的發展水平，是不可能讓火星重新恢復磁場，因此我們應該找到一個類似避難所的地方來規避缺乏磁場所引起的負面影響。曾有科學家提出建造一個仿造大氣層的圓頂基地，圓頂上可以放置太陽能電池板，同時還能放置吸收宇宙輻射的板塊，基地內還有自動調節溫度的功能。
這樣的火星基地聽起來確實很理想，但如果發生全球性沙塵暴，那麼基地很可能出現供能中斷的情況，甚至還可能出現基地被連根拔起的可能，因為火星上的沙塵暴速度達到每秒鐘180多米，而人為定義的12級颱風的速度也只有每秒鐘33米。12級颱風足以將任何非建築物都颳走，六倍於12級颱風的沙塵暴很可能直接摧毀建築物。
另一方面，火星還是一顆可能遭遇小天體撞擊的行星，這一點從它表面的隕石坑分佈就可以看得出來。如果真有小行星撞擊火星，人造圓頂基地是不可能承受住撞擊所產生衝擊力的，由此可見地面建築還不是最合適的選擇，因此有科學家提出在火星地下建造基地。
相比之下，地下熔岩管道有何優勢？
2014年，美國宇航局的火星軌道探測器在火星的帕孟妮斯火山的周圍發現了一些朝天的“視窗”，窗口裡面一片黑暗。後來經過探測，視窗下是一條深邃的通道，深度可能達到115米，直徑大約有35米，經過確認這條通道是自然形成的熔岩通道。所謂的熔岩通道，指的是火山噴發的熔岩在地下形成流通管道，然後熔岩的外層岩漿先冷卻凝固，使得內部的熔漿能持續流動。
等到火山爆發停止後，地下熔岩逐漸消失，但是通道已經形成了。地球上也存在地下熔岩通道，形成原理和火星熔岩通道相似，但地球的熔岩通道通常只有一兩米的直徑，而火星的熔岩通道直徑竟然可以達到30多米。更重要的是，熔岩通道的洞壁是由玄武岩組成，這種岩石具有十分堅固牢靠的特性。
如果該熔岩通道已經形成了幾千萬年甚至更久，那麼它的堅實程度已經經受了考驗，這樣的自然場所是人類未來建造移民基地的合適地點。因此在發現火星地下熔岩管道後，有科學家提議讓火星車進入熔岩管道進行深入探測，或許那裡將成為未來人類賴以生存的地下空間。
哪些生物可能是第一批改造火星環境的“開拓者”？
改造火星環境的前提是找到合適且穩定的住所，目前看來地下熔岩管道是不錯的選擇。住所確定後，改造工作還必須靠人類和一些自然生物，科學家認為利用機器裝置創造氧氣和改變土壤的成本比較高，可以考慮利用地球生物去改造火星環境，例如微生物中的藻類植物以及軟體動物中的蚯蚓。
藻類植物的作用是創造氧氣環境，蚯蚓的作用是疏通土壤結構，給火星土壤創造有機環境。這些生物一開始還只能在人類建造的基地中生存，但它們在基地中站穩腳跟後，可以考慮擴充套件它們的生存空間，讓它們去到沒有人類保護的地方生存。如果這些計劃最後都成功了，那麼人類移民火星就指日可待了。