火星改造可能嗎？新研究盤點技術進展與未來挑戰
火星是否能成為人類第二個家園，一直是行星科學和太空探索領域的熱門話題。來自美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）的行星科學家 Nina Lanza 博士等人，近日於《Nature Astronomy》發表最新論文，系統性回顧火星地球化（terraforming）的理論可行性、技術進展及未來研究重點。他們指出，自 1991 年以來，隨著火星科學、地球工程、發射與生物技術的躍進，相關問題值得重新審視。
研究團隊首先盤點了火星現有的水、二氧化碳和土壤資源，並評估能否藉由各種技術將火星平均表面溫度大幅提升，為「地球化」工程創造基礎。具體而言，若能利用地球工程手段釋放火星兩極及土壤中儲存的大量二氧化碳，可能在數十年內讓火星表面升溫數十度，進一步提高大氣壓力並促進液態水的穩定存在。這樣的溫度和壓力條件下，若能引入或培養經過設計的光合微生物，則有機會逐步累積氧氣、為更複雜生命鋪路。
最大障礙：火星可用的二氧化碳有限
火星環境特點包括：強烈 UV-C 輻射（約 3 W/m²）、高氯酸鹽毒性（0.5–5% ClO₄⁻）、極端低溫（平均 -50°C）、超低氣壓（6–7 mbar）與極低水活性（~0.5 aw）。
雷射抗輻射菌（D. radiodurans）在輻射方面極為耐受，但對氣壓與水分條件則不如其他微生物。
耐冷細菌（Carnobacterium spp.）能耐受極低溫與部分低壓，但其他適應性較弱。
其他耐受菌則各自對某些挑戰環境具備高度抗性，沒有任何一種現存地球微生物可同時應對火星全部極端條件。
即使是地球上最「極端耐受」的微生物，單一物種也難以存活於現今火星環境的所有惡劣挑戰，突顯火星地球化與生物定殖的艱鉅門檻。（圖／《Nature Astronomy》）
然而，論文也強調，這一過程的成本、技術瓶頸和長期風險極高。目前最大障礙包括：火星可用的二氧化碳總量有限，能否提升到維持液態水的大氣壓力還存在巨大爭議；火星低重力與缺乏全球磁場，使其大氣極易流失；以及火星環境對地球生物的極端挑戰，包括高輻射、嚴重缺水和土壤毒性等。即便如此，Lanza 團隊認為持續基礎研究仍極具價值。例如，火星地球化計畫推動的耐旱作物、土壤修復和生態模擬等技術，反過來也可服務地球永續發展與農業進步。
研究最後呼籲，未來數十年內火星地球化工程雖難以實現，但持續投資於火星環境、地球工程與生物學等跨領域研究，有望深化人類對行星演化與生命極限的理解，並作為探索太陽系其他天體的前哨戰。
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首圖來源：Daein Ballard.(CC BY 4.0)
圖片來源：Nature Astronomy (CC BY 4.0)
參考論文：
1、The case for Mars terraforming researchNature Astronomy
