理論上，火星的死亡是因其失去磁場而引起。但現在即便是恢復了火星的磁場，也未必可以使火星重新擁有孕育生命的條件。

更不用說恢復一顆星球的磁場是一件幾乎不可能完成的任務。

（火星）

根據火星探測器對火星地表岩石磁性記錄資料測量的結果分析，科學家們判斷火星曾經擁有自己的磁場。這並不奇怪，作為太陽內行星帶的一員，火星與其它三顆岩石行星一樣，在它誕生之初就擁有一顆炙熱的液態鐵鎳核心，這顆鐵鎳核心在隨行星旋轉的過程中因為內部微弱的角速度差而產生電流，從而使火星擁有磁場。

（火星內部結構。圖自視覺中國）

但在四十至三十多億年前，火星的核心漸漸冷卻下來，變成了一顆固體的鐵球，它與火星的地幔一起轉動，由於失雲角速度差而導致發電機效應停止，火星失去了全球性的磁場。強烈的太陽風和宇宙射線開始侵入火星地表，一點一點地將大氣層分解剝離，吹散到太空中。

隨著火星氣壓的降低，火星地表的水份開始蒸發昇華，在太陽射線的作用下被電離成氫和氧，再被吹散到太空。自此，火星失去了絕大部分的地表水，變成了一顆寒冷乾燥的死亡星球。

（衛星雷達圖片顯示遠古火星河流遺蹟）

既然火星的今天因磁場消失而起，重建它的磁場是否可以讓火星重現生機呢？

答案是否定的。因為火星不再擁有足夠多的大氣了，它地表的大氣壓強很低，僅有地球大氣壓的1%，火星大氣層中現有的二氧化碳完全不足以使火星產生足夠的溫室效應。

早期的火星，因其活躍的火山活動給大氣層供應了充足的氣體，但今天火星的地質活動基本停止，它的地幔已經冷卻，再也生產不出多少氣體。沒有了足夠的大氣，火星兩極冰蓋就達不到融化的溫度，它的地表也就沒有液態水流淌，更談不上河流湖泊和海洋。

（火星南極冰蓋）

因此，要想將火星改造成另一個地球，遠不是重新恢復磁場那麼簡單。

科學家們推測幾十億年前的火星類似於現在的地球，火星還有磁場的保護，這樣就可以讓火星免於太空中其他的風暴的傷害，這樣叫讓火星有可能孕育生物的環境。

火星的磁場來自於火星表面磁化地殼，引起火星地表的磁化現象，產生磁場，但是一個磁場只是存在於火星的早期時候，然後就突然消失了，大約在39億年前突然消失，科學家對於這個現象和火星磁場的形成至今還沒有一個定論。

但是我們對火星的探索發現火星是最適合人類生存的以前，所以如果我們未來想要去火星移民或者探索，就要改造火星，而這個火星的改造第一部就是要恢復火星的磁場，然後營造一個適合人類生存的環境，科學家們構造在太陽和火星之間安裝大小相同，方向相反的磁極來建立磁場進一步來保護火星不受太陽風暴的襲擊，這樣火星的大氣會慢慢恢復，然後火星兩極的冰融化釋放二氧化碳，進一步改造火星大氣來營造人類生存環境。

根據科學家的計算這個計劃實現的時間是非常長的，而我們人類目前的科技大致需要一段時間的科學發展就可以建立這樣的磁場來改造火星的磁場，但是根據計算機的模擬，這樣的改造是需要1億年的時間，這個時間我們人類或許科技已經發展到星際航行了或者星際穿越，我們的速度能夠達到光速，到那個時候我們就不僅僅限制於太陽系銀河系了，向更遠的方向看去。

我們改造火星來，按照我們目前的技術是不可能的，如果我們的技術發展的水平到了那個水平，我們人類就沒有必要去改造火星了，我們可以去遠處尋找其他新的家園了。

如果恢復火星磁場，是否能夠改造成另一個地球？

火星是最為熱門的未來星際“殖民目的地”，因為它條件絕佳：

一、有水資源；

二、有一個稀薄大氣層；

三、火星土壤改造後適合耕種；

四、自轉軸傾角與自轉週期與地球類似；

五、距離比較近，距離地球最近只有5500萬千米；

儘管地球擁有那麼多有利條件，但從現階段來說火星的條件是絕不適合殖民的，甚至科考的前進基地也需要大量技術支援才可以！那麼我們來看看火星需要經過哪些改造才能達到殖民的目的呢？

火星和地球同在太陽系的宜居帶內，但火星和地球條件卻有天壤之別，當然科學家一直都認為遠古時期的火星是非常宜居的，只是火星後來條件逐漸改變之後，才淪落到現在這樣的不毛之地！

既然遠古時期的火星如此宜居，為什麼火星又成了現在這副德行呢？罪魁禍首科學家認為是磁場，火星核心冷卻後磁場消失，無法在強大的太陽風中保護大氣層，逐漸被剝離一直到現在的狀態！那麼如標題中所言，恢復磁場有可能讓火星恢復以前的風采嗎？比如重回那顆有液態水有合適大氣層的宜居星球！

比如像上圖這樣，重回宜居世界之巔峰？很抱歉，自然狀態下已經是不可能了，這個條件是不可逆的！但如果有一個磁場的話，那麼人工改造火星的難度就大大降低了！

比如有了磁場之後，我們可以在火星的軌道上建造大量的反射鏡，照射南北極冠，昇華二氧化碳進入火星大氣層，製造溫室效應，升溫火星！

溫度逐漸升高之後，兩極封凍的大量水冰也將融化，滋潤火星那乾燥的大地，達到這個條件以後，我們可以移植極度耐寒和耐旱的藻類，將大氣層中二氧化碳轉換為氧氣，也許經過數千年的改造之後，火星會逐漸向宜居星球轉變！但這一切都是以火星磁場為前提條件，否則辛辛苦苦製造出來的這點二氧化碳，又要被太陽風給剝離了！

從這一點上來看，如果火星有磁場，那麼人類改造火星的信心將大增，畢竟製造保護火星磁場是一個極為龐大的工程，但這只是假如，而不是真實的火星條件，我們可以想見，在未來很長的時間內，殖民火星也不過是一個話題，即使鋼鐵俠的BFS飛船成功到達火星，也不過是去走馬觀花而已，想要讓他們留下來開拓火星，不是他們不想，而是條件實在不允許！

如果恢復火星磁場，火星仍然沒有辦法變成另一個地球，而可能是介於現在的火星和地球之間的一種環境狀態。有了磁場的火星環境仍然存在若干需要克服的改造挑戰，並且改造可能受到某些關鍵環境因素的制約。

上圖：火星磁場恢復之後，火星大氣被太陽剝離的程度會大大降低。

輻射問題仍然無法根本解決

當火星有了磁場之後，宇宙射線會被火星地磁偏轉，從而減小宇宙射線和太陽風對火星地表的輻射。但火星的大氣仍然稀薄，這仍然會使不少電離輻射到達火星表面。

火星ODYSSEY航天器攜帶一種儀器——火星輻射環境實驗裝置（MARIE）來測量輻射，發現火星上空軌道上的輻射水平比國際空間站高2.5倍。平均每日劑量約為220微戈瑞——相當於每年0.08 戈瑞。三年接觸這樣的水平將接近美國宇航局目前採用的安全限制。火星表面的水平會稍低，並且根據海拔高度和區域性磁場，在不同位置可能會有很大差異。所以在地下建造生活區可能仍然是較為妥善的移民火星的解決方案，更不用說偶爾的太陽質子事件（SPE）會產生更高的劑量太陽風輻射。

上圖：火星宇宙射線環境圖（雷姆/年），紅色代表高輻射劑量。

大氣壓問題基本無解

當前火星的大氣壓小於1千帕，這明顯低於6千帕的阿姆斯特朗極限，即便火星磁場恢復，火星過小的質量和引力也無法維持一個太大的氣壓。非常低的氣壓會導致暴露的體液，如唾液、眼淚和液體浸潤的肺泡沸騰。如果沒有壓力裝置，任何輸氧方式都無法維持人體呼吸持續時間超過幾分鐘。在美國宇航局的技術報告“加壓服受試者的快速（爆炸性）洩壓緊急情況”中，一名倖存者在接受阿姆斯特朗極限以下的壓力後，報告稱他的“最後一次有意識的記憶是舌頭上的水開始沸騰”。在這種情況下，人類會在幾分鐘內死亡，除非有壓力服提供生命支援。

阿姆斯特朗極限是地球上的一個高度值極其對應的大氣壓，超過該高度，大氣壓過低，水在人體的正常溫度下將會沸騰。在沒有加壓的環境中，人類絕對無法在超過這個極限的高度或低於此極限氣壓的環境中生存，此極限位於地球上空海拔18-19公里處（氣壓大約為6千帕）。該術語以美國空軍將軍哈里喬治阿姆斯特朗命名，他是第一個認識到這種現象的人。

如果火星的大氣壓力超過19千帕，則不需要壓力套裝。火星居民只需戴上在正壓下提供100％氧氣的面罩。進一步增加到24千帕的大氣壓力將允許只使用一個簡單的面罩供應純氧即可，這類似於登山者冒險進入低於37千帕壓力的海拔，也稱為死亡區，瓶裝氧氣量不足常導致缺氧和死亡。然而，如果人類透過增加二氧化碳來增壓火星大氣（因為二氧化碳密度更高，比氧氣更容易在火星上維持），那麼面罩必須確保外部大氣不會進入呼吸裝置。二氧化碳濃度達到1％會導致人類嗜睡。即使在足夠的氧氣存在下，濃度為7％至10％的二氧化碳也可能導致窒息。

上圖：一種輕型的不加壓宇航服，適用於火星氣壓改造到足夠高的情況。

上圖：笨重的加壓宇航服，適用於現在未改造的火星氣壓。

這裡列出了火星與地球相比對於人類生存偏差比較大的一些情況，這些都是潛在的改造專案：

光照水平低（約為地球的59％）

低表面重力（地球的38％）

有毒的大氣

大氣壓力比地球低約100倍（遠低於阿姆斯特朗極限）

太陽和宇宙輻射在地表形成電離效應

平均溫度-63°C，相比地球平均溫度為14°C

分子不穩定，有機化合物等關鍵分子的原子間的鍵容易分解

沒有液態水

全球沙塵暴

有毒土壤

有限改造的可能性仍然存在

要改造火星，在恢復了火星磁場之後，還需要建立大氣層，而更重要的是提高火星表面溫度。

火星的大氣相對較薄，表面壓力很低。由於其大氣主要由二氧化碳組成，一旦火星開始加熱，二氧化碳可能有助於將熱能保持在地表附近。此外，隨著大氣溫度上升，更多的二氧化碳會從兩極的冰蓋中釋放進入大氣層，從而增強溫室效應。 這意味著建立大氣層和加熱大氣層的兩個過程會相互增強，有利於加速改造。

引入氨

一種有意思的改造方法是使用氨（NH3）這種強大的溫室氣體來提升火星大氣。氨氣可能大量以冷凍形式存在於外太陽系外圍的小行星上。移動它們並將它們送入火星的大氣層應該算是相對經濟可行的。然而，即使發現這樣的小行星並導向火星，氨在火星大氣中也不穩定，幾小時後就會分解。另外，氨是相對輕的氣體。二氧化碳是氨的密度的2.5倍，而火星幾乎不能保持的氮氣的密度也是氨氣的1.5倍以上，因此任何未分解的氨都會逸散到太空中。

引入碳氫化合物

製造火星大氣層的另一種方法是匯入甲烷（CH4）或其他碳氫化合物，它們在泰坦大氣層及其表面非常豐富。甲烷可以起到強烈的溫室效應的作用。然而，與氨一樣，甲烷（CH4）是相對輕的氣體。事實上它甚至比氨的密度更低，因此如果它被引入，它將同樣地丟失到太空中，但速度比氨快。

使用軌道鏡

用PET鋁薄膜製成的鏡子可放置在火星周圍的軌道上，以增加其接收的總日照量。這將會聚集Sunny照射到火星地表，並可直接增加火星的表面溫度，並重點加熱火星兩極的固定位置，以昇華火星冰蓋中的二氧化碳，以助力溫室效應。

降低反射率

減少火星表面的反照率也可以更有效地利用入射的太Sunny吸收熱量。可以透過播撒來自火星衛星Phobos和Deimos的黑色塵土來完成，它們是太陽系中最暗的物質（成分是石墨）。 或者透過引入黑色的極端微生物，如地衣，藻類和細菌。如此，地面將吸收更多的Sunny，使大氣變暖。 然而，火星已經是太陽系中第二黑的行星了，它吸收了70％以上的入射太Sunny，因此進一步使其變暗的改造範圍很小。

結論

所以即便火星有了磁場，仍然還有許多其他的改造問題需要解決，改造一顆行星跟裝修清水房可不一樣。

火星內部的能量已經幾乎耗盡，故而火星的磁場已經很弱，不足以吸引住火星的大氣層和地表水。而地球由於質量和能量都比火星大得多，所以地球幸運的有了強大的磁場，從而有了濃密的大氣層和地表水，當然也就孕育了生命。

不過，木星的質量和能量都已經足夠大，只等著適合的時候被隕石“點燃”而從一個氣態型行星逐步“燒烤”成液態型行星和內部液態外部固態的類地型行星，即第二個地球。

另外，說點題外話，即如何為地球磁場“加磁”？加磁的最終目的就是保護地球的大氣層，防止大氣層被太陽風吹走。而地球的溫室效應似乎還是可以增強大氣層的厚度的？我們人類可不可以儘量使用太陽能來吸收能量，為大氣層增溫，或者大量使用核能來為大氣層增溫？總之，假設地球內部的能量已經耗盡？則地球的大氣層也就會失去地熱加溫而開始冷凍，氣體也會冷凍成固態，大氣層就漸漸消失了。所以，如何用人類的科技力量為大氣層加溫？估計還是可以延緩大氣層的消失速度的？