如果火星在地球所處的宜居軌道，能不能慢慢變成第二個地球呢？

自從上世紀50年代開始，人類對宇宙探索的步伐逐漸加快，很多人類原來美好的願景正在一步步成為現實，比如第一次進入太空、第一次發射人造衛星、第一顆深空探測器、第一次登上月球，等等，這一系列的“第一次”，既見證了人類對未知世界探索的足跡，又是人類科學技術水平不斷髮展的縮影。在這些探測活動的持續進行中，特別是深空探測技術的發展，使人們對太陽系的發展演化以及宇宙的執行規律等領域的認知越來越提升，而進行地外生命探索則是深空探測的一項重要內容。

然而幾十年過去了，我們至今仍然沒有確切的證據，來證明太陽系內除了地球以外的星體、以及其它眾多恆星系中的行星、特別是那些與地球狀態相似的“超級地球”上面存在著任何生命形式，當然不排除我們的探測技術還非常落後，距離對地外生命存在和發展的規律性認知還有很大差距，但至少從目前來看，我們地球上的人類在可觀測的宇宙中還是非常“孤獨”的。

基於一個星球上是否存在碳基生命形式，科學家們往往將地球的現有狀態與之進行對比，然後透過對比的相似度來判斷地外生命形式存在的可能性，這裡面有幾項非常關鍵的指標，比如，這顆星球必須是固態行星、處於恆星系的宜居帶、擁有液態水、有穩定的大氣層以及適宜濃度的氧氣、擁有磁場，以上這些條件一旦缺少了某一樣，那麼對於生命的誕生和發展演化都將產生非常嚴重的影響，將會極大地拉低生命產生的機率或者拉長產生的歷史時間段。而對地球來說，在形成以後的幾億年時間裡，上述這些指標都逐漸地趨向於對碳基生命的完美契合，可以說無論是地球所處的空間位置，還是地球的大小和內部結構，對一個星球來說這種“宜居”的狀態是可遇不可求的。

有人不禁要問，如果將其它的星球放入地球現在的軌道，能否逐漸演變出地球現在的狀態。要回答這個問題，其實得首先明確幾個前提條件，因為並非只有溫度適合了，就一定能夠啟用星體上的生命形式。這其中的幾個前提條件主要包括星球的質量大小、組成物質中是否有能夠最終演化為水和氧氣的基礎、星球的核心是否完全冷卻，我想必須對以上3個前提條件一一進行下分析，然後才能得出結論，這裡就以火星為例進行一下簡要的分析。

火星是地球的近鄰，和地球一樣同處於太陽系的宜居帶之內，只不過是處於宜居帶的外緣，其表面溫度相對於地球來說顯得偏低一些。根據科學家們推測，在太陽系的行星包括地球和火星剛形成這後的十幾億年裡，火星和地球的發展演化軌跡幾乎相同，火星在歷史上也存在過廣袤的海洋，也同樣擁有濃密的大氣層，或許還存在過生命形式，但是隨著火星自然環境的逐步惡化，這些生命支撐條件也逐漸消失不見，一直髮展演化到如今表面非常荒涼的地步。

而促使火星環境惡化的因素，恰恰與剛才提到的3個方面支撐生命體形式存在的基礎條件相一致。第一，從火星的質量大小來看，它的質量僅為地球的1/9，較小的質量使其表面的重力加速度與地球相比顯得弱小了許多，也因此對其表面的所有物體包括大氣層提供的引力較弱，再濃密的大氣層在較小的引力下，大氣分子特別是一些分子量較小的氣體都會慢慢地掙脫出去，使大氣層的厚度和氣體密度日益減小。

第二，從火星的核心來看，由於其質量較小，在太空中星球整體冷卻的速度相對於地球來說，顯得非常快，當地球核心還在重元素核裂變以及地層保溫機制作用下保持很熱的狀態之時，火星的核心早已經完全冷卻，成為渾然一體的巖質行星，失去了星球內部液態組成的相對流動，火星的磁場也幾乎完全消失，來自太陽的高能帶電粒子可以直接照射到火星表面，進一步加劇了火星大氣層氣體分子的電離和逃逸速度。

第三，從火星能夠支撐生命形態形成和演化的基礎因素來看，原先大量的液態水，除了有一部分在降低的溫度下被凍結在兩極和低窪盆地之處外，其餘的絕大部分已經在大氣層日益變薄和氣體分子逐漸逃逸的過程中，也散失到宇宙空間中。同樣，氧氣的命運也是如此，雖然現在還不能確定火星在歷史上大氣層中氧氣的含量比例，但即使濃度很高，也同樣會在大氣層散逸過程中消失殆盡。

透過上述這三個方面的分析，我們不難看出，如果將火星放到地球的軌道之上，那麼在短期內，由於溫度的升高，會使其殘留封凍住的水體重新融化，可以形成一些河流和湖泊，也有可能聚集形成一定濃度的大氣層，但是它卻不能使這種狀態得以長期的持續，其質量過小和沒有磁場這兩個致命的硬傷，是無論如何也不會因為將其拉到更宜居的軌道上能夠徹底改變的。

可以相像得到，如果火星放到地球的軌道上，可能在幾百幾千年內可以使其有部分的地球化特徵，但是過了這一段時間，其表面的水體和大氣層，就會因為失去磁場的保護，以及引力較小束縛能力的影響下再次消散到太空中，火星也因此會變得更加荒涼。

人們總是以自己的已知去設法解釋未知

你又如何認定現在的火星上面沒有生命呢，只不過是還不能為人類所認知

其實如果把火星移到地球所處的軌道，以火星自然演化也不太可能成為第二個地球。在遙遠的過去火星上是存在液態水的，但是後來受到太陽風和太陽輻射的影響，表面大氣和液水蒸氣都被吹走，這就造成了我們今天所看到的火星。火星上的磁場太弱和大氣層太稀薄，在這種情況下，火星很難再演化成跟地球一樣，除非人為的干預。

我們知道地球的大氣層厚度適中，這樣才能使熱量不容易散失，在這種情況下使地表的溫度保持溫暖而且穩定，而且這樣能使我們的液態水能夠穩定存在，這樣地球上的生物才能夠生存下去。火星的大氣密度是地球的百分之一，即使把火星放到地球所處的宜居軌道上來，火星上由於大氣層稀薄，很難保持溫度穩定，很可能出現白天的時候幾十度高溫，而晚上的時候又將到零下幾十攝氏度，在這種情況下你覺得生物還能適應得了這樣的環境嗎？顯然不太可能。

也許你會說，把火星南北極上的二氧化碳釋放到大氣層，利用二氧化碳的溫室效應作用來使火星穩定溫度。其實，就算你把火星南北極的乾冰全部釋放出來，你也只能把火星的大氣層密度增加到地球的百分之五，即使把火星地表上的碳酸礦物質裡的二氧化碳釋放出來，也只能使火星的大氣密度增加到地球的百分之十左右。

即使你真的有辦法把火星的大氣層增加到跟地球一樣的，那麼你還有一個問題需要解決，就是火星磁場的問題，火星磁場與地球相比是非常的弱，在這種情況下火星的大氣層很容易受到太陽風的影響而吹到星際空間中，這樣可能會使你的努力白費，所以你必須想辦法使火星磁場增強。

如果能解決這些問題，那麼如果把火星移到地球軌道，火星還是有挺大可能演化成第二個地球的，不過火星上也太可能像地球一樣繁榮，因為相比於地球，火星上的水還是太少了。

我是科學愛好者，說說我的看法。

就算把火星拖到地球軌道，她也無法變成第二個地球。原因主要有兩點:

第一，她太小了。火星是地球的姐妹行星，比地球離太陽稍遠（1.52天文單位）。火星687天一年，24小時一天……太像地球了。但她的直徑只有地球的一半，質量只有地球的11%。尺寸小質量輕產生了一個問題:她無法產生足夠的引力。在火星上，你可以體驗武林高手的感覺，飛簷走壁不在話下。你能飛，大氣層也能。火星引力僅為地球2/5，無法保留較輕的氣體，它們會不斷逸散到宇宙空間去，只剩下密度較大的二氧化碳。

第二，火星其實已經死了。地球擁有熾熱的液態金屬核心，而火星的核心已經冷卻了。其實地球也在不斷“失去”大氣層，只是逸散的氣體會很快被火山噴發等地質活動補充上，所以大氣總體穩定。火星上幾乎沒有地質活動，失去的大氣無從補充。

地球的金屬核心比地殼自轉速度快，形成電磁場，阻擋了太陽高能粒子對地表的轟擊，同時也保護了高層大氣不被太陽風“吹走”。而火星冷卻的地核無法形成磁場，其地表直接暴露在高能粒子轟擊下，多數類地生物無法承受。

如果把火星拖來地球軌道，只能讓她的溫度升高一些。兩極冰蓋會部分融化，河流、湖泊、海洋會出現，大氣層會變得稠密一些，但依舊無法支撐多數類地生物。而且因為火星自身條件的限制，這些改變不會存在太長時間。估計不出千年，水和部分大氣又會飄散到太空，火星又會變回一片荒漠。

我們今天看到的火星就是一個寒冷、乾燥毫無生機的紅色沙漠星球。火星為什麼會是這個樣子的呢？是不是因為處在太陽系宜居帶邊緣的原因呢？如果火星處在地球所在的軌道，能不能變成第二個地球呢？

我的看法是如果是這樣的話，火星可能會迎來一個短暫的春天，但終究是好景不長。這是什麼意思呢？咱們一起來聊聊火星的前世今生吧！

圖示：火星的直徑大約是地球的一半，質量只有地球的九分之一

太陽系中一共有四顆岩石形成的類地行星。它們分別是水星、金星、地球和火星。這四顆類地行星起源相同但是命運卻截然不同。火星和地球一樣都是起源於46億年前。火星和地球都是由太陽形成剩下的殘留物質形成的。不過火星有點不太走運，火星軌道附近的形成行星的殘留物質比較少，造成了火星的質量只有地球的九分之一。

太陽系的這四顆類行星形成之後，火星由於質量比較小，炙熱的星球表面先於地球冷卻了下來。此時火星最輝煌時代來臨了。科學家估計火星在距今大約40億年前就形成了全球性的海洋。那時候的火星有著溫暖溼潤的氣候，厚厚的大氣層。此時的火星已經具備生命產生的基本條件。

圖示：40億年前的火星氣候溫暖溼潤

火星上的這種生機勃勃的時代持續了大約數億年的時間。隨著火星核心漸漸變涼，火星的美好時光結束了。火星的磁場逐漸減弱，火星大氣得不到保護開始變得越來越薄，稀薄的大氣又使得火星表面的海洋逐漸消失了。火星最終變成了寒冷乾燥的沙漠星球。而火星內側的姐妹星球地球由於質量夠大，現在的地核依然熾熱，表面的海洋和大氣一直儲存到了現在。

圖示：火星消失的湖泊痕跡

瞭解了火星的過去，我們就可以得出結論了。如果火星來到了地球的軌道上來的話。火星的溫度在短時間內會有所上升。冰封的水開始融化重新在火星地表流淌。南北兩極的固體二氧化碳氣體重新會達到了火星大氣中，增加了火星大氣的厚度並給火星帶來了明顯的溫室效應，讓火星的溫度會進一步升高。

火星溫度的升高，一切就會變得好起來。火星的春天來了。不過質量太小一直都是火星的硬傷。這種欣欣向榮的局面在火星上持續不了多久最終還是會消失的。火星上的水再次消失後，火星的環境將會變得更加殘酷。

圖示：火星乾燥荒涼的地表

因此，我覺得即使把火星移動到地球軌道上來，也還是改變不了火星荒涼的命運的。大家認為是這樣嗎？

每當我們說到星球地球化的時候，我們想到的是把一個目前不適合居住的星球改造成適合地球生命居住的星球。這意味著我們要創造一個富含氧氣的大氣，創造一個擁有海洋的世界，創造一個維持這些因素的條件。對於我們的太陽系來說，最佳的選擇就是火星。

火星這顆紅色星球對 以上適合生命生存的因素並不陌生。在我們太陽系最初的十五億年裡，火星與地球的差別可能並不大。有證據表明，火星表面曾經有液態水，有更厚的大氣層，甚至可能有生命，毫無疑問，合適的地球化工程可以讓火星恢復這些條件。

一個充滿大氣，海洋，溫暖溼潤的世界！這些因素都很好達成，因為我們太陽在其生命週期內，光度會發生變化。目前太陽的光度已經比它誕生是升價了20%，我們的地球才擁有了合適的溫度。

但是隨著太陽的老化，核聚變的加速，10億年後太陽溫度增加到可以讓地球的海洋沸騰。而這時火星的時代將會來臨。溫度增加，凍結在地表下甚至是兩極的水冰融化，屆時火星會重現生機！

但是這裡有個唯一的問題，也是特別大的問題。火星地球化很容易，就是讓火星升溫而已！這件事太陽就會為我們辦到。而火星能否保住這些生命的因素呢？我們知道地球的軌道離太陽更近，受到的輻射更強，雖說地球比火星大一點，引力能剛好的保住大氣層，但是這不是主要因素。

我們應該感謝地球的磁層！這是讓我們的大氣、海洋存在的唯一原因！太陽一直在以大約每小時160萬公里的速度發射出高能離子流，即太陽風。

當太陽風吹入地球大氣時，這些高能帶電離子會與行星大氣中的粒子碰撞交換能量，這樣大氣分子會獲得足夠的動能從而逃離行星的引力場。

但是，我們地球有一個強大的磁場可以抵禦太陽風，幾乎可以將所有的帶電粒子遮蔽掉，這要感謝地球內部熾熱的、稠密的（部分）熔融的核心。帶電粒子進入地球磁場以後，會在洛倫茲力的作用下發生方向上的偏轉，避開與大氣直接相撞，如果太陽風足夠強烈，會有一部分帶電粒子進入南北極出現美麗的極光現象。

因此我們才擁有了相當厚的大氣層：大約由5300,000,000,000,000,000,000,000噸的物質組成，這麼多的大氣就產生了我們在地表感受到的大氣壓力。而足夠的大氣壓力也保證了地球表面可以維持液態水的存在。

擁有液態水的能力在太陽系中除了地球沒有其他行星或者衛星有這個條件（有些衛星內部存在液態水，例如歐羅巴）。要想有液態水就需要適當的溫度和適當的壓力！這意味著我們至少需要一定厚度的大氣，這是火星、水星和月球完全沒有的特徵。

地球上的水比大氣還多。海洋的質量大約是大氣質量的250倍，海洋也佔了地球總質量的0.023%。如果我們地球失去磁場，這一切都會消失。

如果火星升溫以後，火星的大氣也會變厚，但是火星的磁場怎麼來？火星的磁場已經消失了將近30億年，這說明其核心已經冷卻，只有讓核心升溫融化，才能產生磁場！不然火星融化後的水還會被太陽風侵蝕，依舊會經歷30億年前的事情！

大約30億年前，類似的事情就發生在火星上，大氣層被剝離。海洋表面的壓力降低，液態水只能以冰的形式存在或以水蒸氣的形式蒸發掉。(變成水蒸氣成為大氣的一部分，也會被太陽風吹走!）

這就是火星地球化，最困難的地方！我們如何讓火星恢復液態核心？如何讓火星擁有磁場。如果我們的科技夠發達，可以人工建造一個覆蓋全火星的磁場，那麼火星地球化就只是時間的問題。