馬特達蒙可以留著他的土豆啦,真正的火星宇航員應該種苜蓿。
上圖:(A 和 B) 蘿蔔和 (C 和 D) 蘿蔔植株(6 周後)用過濾或未過濾的生物淡化水或淡水(對照)澆灌,在紫花苜蓿處理的玄武質風化層模擬土壤中的生長。
這是愛荷華州立大學新發表的一項研究中的發現,該研究測試了使火星風化層適合種植食物的可行性。該論文的兩個主要見解是,苜蓿植物是一種極好的生物肥料,可以提高原本惰性土壤的有機含量,並且某些藍藻菌可以幫助淡化火星過度鹹的水源。
火星土壤大部分是玄武岩塵埃 —— 也就是風化的古代火山岩碎片。在地球上,火山區營養豐富,通常支持繁榮的生態系統,事實上,許多生命必需的成分也存在於火星的土壤中。但也有不足之處。由於缺乏有機碳,風化層不能很好地保持水分,並且缺乏富含卡路里的蔬菜茁壯成長所需的營養。另外,火星農民還必須處理土壤中存在的高氯酸鹽(有毒分子對於那些希望在火星上找到生命的人來說可能是個好消息,因為它們可以作為微生物的能源),但這對人類健康是危險的.
長話短說,要在火星上種植農作物,土壤需要有機肥料。這時苜蓿就派上用場了。
上圖:在用 (A) 淡水或 (B) 淡水或過濾的生物脫鹽水,澆灌的裸露玄武質風化層模擬土壤或花園土壤中生長紫花苜蓿。
苜蓿生長所需的營養相對較少,研究小組利用模擬的火星風化層培育出了一小部分苜蓿。更重要的是,他們能夠將苜蓿碾碎成粉末,並將其添加到土壤中作為肥料,使蕪菁、蘿蔔和生菜等更復雜、更有營養的植物順利生長。
研究人員表示:“原則上,在處理過的火星玄武岩風化層土壤中種植糧食作物,是可能的。”
但它並不完美。生長在紫花苜蓿和風化層混合地裡的蘿蔔不像地球上的蘿蔔那樣健康。它們當然也可以為宇航員提供必要的營養,但這些蔬菜的卡路里密度不會很高。不過,這是朝著正確方向邁出的一步。如果火星上的水源可用,至少會是這樣。
事實上,火星上有大量的水,但它們要麼凍在兩極的冰帽裡,要麼凍在含鹽的地下水庫裡。為了看看他們是否能讓火星上預期的鹹水對農作物的種植有用,研究人員引入了一種名為“Synechococcus sp. PCC 7002”的海洋藍藻。將其加入模擬鹽水溶液中,細菌成功地淡化了海水,然後讓水通過玄武岩層過濾掉藍藻。
然後,研究人員利用得到的淡水種植苜蓿和其他蔬菜,為就地利用火星水和火星土壤種植可食用植物提供了概念證明。這真的是可能的。
上圖:(A) 含有 Synechococcus sp. 的燒瓶。 PCC 7002 生長鹽水模擬物。 (B 和 C) 玄武岩型火山岩填充在玻璃柱中,最大顆粒 (~60 mm) 在頂部,最小顆粒 (~ 6 mm) 在底部,中間顆粒位於中間。 收集最終濾液並用於種植植物。
當然,還有更多工作要做。下一步將是測試“穀類和豆科作物”在處理過的模擬土壤中的生長。研究人員同樣希望在未來的研究中解決高氯酸鹽的問題,他們承認“高氯酸鹽在火星風化層中的存在,為其用作農業基質帶來了一個重大挑戰。”
在火星上生活和工作將是困難的。從輻射屏蔽到生命維持系統,有成千上萬的事情需要正確處理。但這項研究對未來的太陽系探索者來說是一個樂觀的結論,至少在糧食生產問題上是這樣。“從長遠來看,”研究人員解釋道,“有可能在火星上就地處理土壤和水資源,用於農業,以維持人類任務和永久定居點。”