摘要：埃隆·马斯克或许志在火星殖民，但最新利用“外星土壤”的实验结果却表明，人类如果想在太阳系内建立永久定居点，月球或许是更容易实现的目标。

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科学家发现：月球比火星更适合种植作物

埃隆·马斯克或许志在火星殖民，但最新利用“外星土壤”的实验结果却表明，人类如果想在太阳系内建立永久定居点，月球或许是更容易实现的目标。

科学家们提出了多种在太空中种植食物的方法，比如将植物直接种在水中的“水培法”，或是利用空气中喷洒的营养雾进行“气培法”。不过，这些方法成本较高。为了找到更可持续的解决方案，一些研究人员开始尝试一种“返璞归真”的方式——直接利用月球和火星的土壤种植作物。

考虑到阿波罗任务带回的月壤样本已被地球湿气污染，重新采样又成本高昂，因此科研团队此次使用的是由 Exolith 实验室仿照阿波罗16号（1972年）任务所采集样本制造的人工月壤。而火星土壤目前尚无真实样本带回地球，因此研究基于“好奇号”探测器获取的数据模拟火星风化层。需要说明的是，所谓的“土壤”在这里并非地球意义上的有机土，而是更接近“风化层”——由岩石破碎物组成、几乎没有生命支持成分的颗粒物。

“有趣的是，我们发现植物在月球土壤中的表现比在火星土壤中更好，”北亚利桑那大学的研究生助理劳拉·李（Laura Lee）在2024年美国地球物理联合会（AGU）年会上介绍道，“我们原本以为会是相反的结果。”

火星土壤“富而不养”：高氮但缺氧

火星土壤中含有大量氮元素，理论上有利于植物生长。然而研究发现，火星土壤结构致密、类似黏土，这大大限制了氧气渗透，导致植物根系难以“呼吸”。

为了提高生长条件，研究人员尝试添加 Milorganite（活性淤泥肥料） 肥料。这是一种由高温处理的污水微生物制成的有机肥料，被认为适合在太空定居点使用。不仅可以处理宇航员的废水，还可能取代传统肥料，解决运输成本高的问题。

但初步结果显示，这种“废水肥”并非万能。在模拟火星土壤中，使用 Milorganite 培育的玉米存活率仅为33.3%，而使用地球常用氮肥的玉米存活率则达到了58.8%。这表明，若依赖太空循环肥料，或许仍需从地球进口部分补充，以弥补低产问题。

新希望作物：苜蓿和“火星土豆”

目前，研究团队正测试多种作物，包括西兰花、南瓜、豆类和苜蓿，以探索它们在不同风化层与肥料配比下的适应性。其中，苜蓿表现突出，不仅在月壤和火星土壤中都生长良好，还有潜力作为未来太空农业中的“绿色肥料”。

而尚未测试的马铃薯则备受瞩目——在著名科幻电影《火星救援》中，主角正是靠种土豆在火星基地中幸存，被誉为“最真实的科幻农业实验”。

自给还需时间，月球更快，火星更远

根据2019年《新期刊》上的一项研究，要实现火星上的农业自给，可能需要长达一百年。而 NASA 的研究表明，在月球实现农业自足所需的时间更短，或只需几十年。

即使农业系统在火星成功建立，作物也必须在密封温室中生长，与人类生活空间分离，类似于国际空间站的种植模式。火星温室还需克服极端低温、高强度宇宙辐射、缺乏腐殖质等难题；此外，火星土壤中还含有有毒的高氯酸盐，必须先进行处理。

相比之下，月球虽也问题重重，却拥有运输距离近的优势，使得农业基础设施建设相对更易展开。

月球并非“理想天堂”

但别误会，月球绝非“太空乌托邦”。月球缺乏大气层，小型小行星不会像在地球那样烧毁在空中，而是直接撞击表面，危及农场安全。同时，月球低重力导致尘埃无法沉降，持续漂浮的粉尘可能严重损伤农用设备。还有太阳辐射，也需特别防护（而火星这方面问题相对较轻）。

由于没有大气，人类在月球表面无法裸露生活，未来基地可能需要深埋地下或修建厚重防护的碉堡式建筑。

火星“地球化”计划：光合菌与人工升温

AGU会议期间，Astera研究所与先锋实验室探讨了一种雄心勃勃的构想：通过向火星投放光合细菌、制造“人为温室效应”，逐步为火星建立一层富氧大气，实现“类地化改造”。

研究人员提出，应优先引入像苔藓、霉菌和地衣这样生命力顽强的先锋物种，为未来更复杂生态系统打下基础。

研讨文件指出：“地球上的全球变暖已经证明，人类有能力改变行星气候。这一现象推动了气候工程技术的发展，这些技术也许可以迁移至火星。”

不过，科学家也承认，火星在改造后可能失去一些独特景观，例如标志性的“蓝色日落”。

解冻极地冰盖：风险与希望并存

早在1971年，天文学家卡尔·萨根就提出，可以融化火星极地冰盖，从而释放出水和二氧化碳，为植物生长提供水源和气体。部分科学家相信，这样做有可能增强火星大气压力。

但这项设想仍存争议。一方面，火星风化层不像地球土壤那样容易聚集成块，水可能迅速渗入地下形成含水层，而不是停留在地表供植物利用；另一方面，不确定是否能释放足够气体实现升温。

科学家估算，要将火星平均温度每年提高1°C，约需每年投入10亿美元。目标是将温度提升至约30°C，从而实现稳定的农业环境。这一方案被认为比其他激进方式更为可行——比如用核弹升温（需要“每两分钟引爆一次相当于整个美国核武库的核弹”）或巨型太阳反射镜。

火星曾有生命？冰下或许藏着答案

科学家指出，已有部分研究表明火星存在化石细菌等远古生命迹象。如果能够解冻冰层，或许能激活休眠的微生物，甚至恢复某种程度的生态循环。

“火星是否存在现存生命，仍是天体生物学中最引人入胜、却仍未解开的谜题，”研究团队写道，“但正如哲学命题所言——我们永远无法证明某种事物‘不存在’。”

BY:Tom Brown

FY: Ray

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来源：天文在线