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如果你对占星术感兴趣……并且仍然认为自己可以应付火星……那么请注意，你必须应对星座的轻微变化。太阳在双鱼座中心的鲸鱼座里停留了6天，无疑使爱情变得更加复杂。冬至在处女座（渴望！）。最亮的行星是木星；金星可以看见，但是很暗。地球看起来像一颗明亮的星星，但没有我们在地球上看到的金星那么亮。用一架小望远镜你就可以看到地球的月亮。北极星（复数）应该是γ天鹅座（Gamma Cygni）和α天鹅座（Alpha Cygni），而不是北极星。夜空与我们从地球上看到的非常相似，只有很小的季节变化，也许足以激发重新定义星座的想象力。由于没有光污染，大气稀薄，火星上可以进行绝妙的天文观测，但尘埃可能至少会使所有物体的亮度变暗。
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火星上的地形多种多样，有大量的沙丘、峡谷、干涸的河床、休眠的火山、山脉、河谷和高原。如果去徒步旅行，你的每一步都会有额外的弹力，因为你的体重还不到地球上体重的一半。一旦你学会了如何有效移动，步态可能就会有所不同。一开始，你的头可能会经常碰到天花板。不了解地球的第二代人会欣赏这些火星生命的奇异经历吗？或许会，但方式不同。火星有一种内在美。但我们不应该欺骗自己：主要的诱惑是新奇感，这是一种会让某些人后悔的魅力，一种会被后代解读为稀松平常的魅力。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 新的火星身体
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没有人确切知道生活在火星会对我们的身体产生怎样的影响，但肯定会有很多变化。在不同环境中长大的同卵双胞胎会以不同的方式成长，并很快就开始变得不那么像。同样，火星上的人类也会经历一些变化。与地球上的人类相比，他们的外貌会发生很大变化，也许是剧烈变化。辐射、温度、光照等因素会导致一些基因显现，而另一些基因被抑制。这些变化在火星长大的孩子身上最为明显，但在成人身上也会产生。
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第一种可见变化可能是眼睛和头骨。在一个人造光源以及阳光比地球上更暗淡的世界里，人类的眼睛会接收到一组不同的感官输入，从而影响其发育。幼年时暴露在较暗的光线下可能会导致眼睛变大，以收集更多的光线。整个头骨可能会改变，以适应更大的眼窝。那些移居火星的成年人，由于眼睛已发育完全，所以可能会出现瞳孔放大的现象。人类的脸是我们最熟悉的，所以我们最容易感知变化的地方就是脸。例如，你可能会注意到新移民和他们的孩子在面部表情上的细微变化。比如亚裔美国人和亚洲人相比，差异不仅仅体现在着装上。说不同的语言以及咀嚼不同的食物也会稍微改变脸的形状。如果一个亚裔美国人回到亚洲，有了孩子，这个孩子说的是亚洲话，吃的是亚洲食物，就会呈现出亚洲人的本来面貌。
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在火星，肤色也会发生变化，但科学家们不确定肤色变化的方向，是变浅还是变深。增加的辐射可能会刺激真黑素的产生，导致皮肤变黑。但是移居到阳光充足的澳大利亚的白皮肤欧洲人却并没有发生这样的变化。[57] 他们只会得皮肤癌。更有可能的是，我们会变得更苍白，就像任何宅在家里，不暴露在自然光下的人一样。火星人可能喜欢吃含有类胡萝卜素的食物，比如胡萝卜和红薯，因为这些色素会在血液和皮肤中积聚，并能保护皮肤免受紫外线的伤害。这种情况下，火星居民会呈现出橙色。还有一个巨大的未知是火星上人类微生物群落的命运。微生物群落，指那些在皮肤上、肠道里以及与我们和谐共处的其他身体微生物——控制着消化、营养吸收和免疫系统。其控制方式我们也是刚刚开始了解。由于在贫瘠的火星上接触的微生物有限，人类的微生物群落 将以不可预知的方式发生改变。这不仅会使人类更容易受到感染，而且还会极大地改变我们的外貌，例如，使我们变瘦或变胖。坦率地说，我们有充分的理由相信，人类可能永远不会在火星上繁荣兴旺，因为我们与周围的细菌世界存在着极其重要而又神秘的联系。
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经过几代人之后，进化以及物种形成的初期迹象将开始显现。这可能主要是受到奠基者效应的推动。第一批移民的基因将是最能主宰火星的基因，除非移民立即而且持续流入。由于死亡率很高，“适者生存”可能变得很明显，因为那些拥有更适合火星基因的人，无论他们是谁，更可能活到成年，然后繁殖并传递他们的基因。例如，那些移民火星的人可能会在低重力下失去骨量，使得每个人都容易骨折。然而，经过几代人之后，那些从基因上倾向于拥有粗大骨骼的人可能会有更多的生存机会。他们的骨骼在瘦人中是最粗大的。随着时间的推移，由于自然选择了更加粗大的骨骼，火星人的骨骼可能会变得比他们的地球同伴更加粗大。这一点也许与人们的直觉正相反。经过更长一段时间，如果那些拥有最大眼睛的人被认为最有吸引力、最适合繁殖，那么环境引起的变化，比如大眼睛，就可能会被锁定在基因组中。
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理想情况下，我们希望火星上有成千上万的人。这不仅是为了技能的多样化，也是为了基因库的多样化。宾夕法尼亚州门诺派宗教团体的大多数现代成员，都是第一批几百个移民家庭的后裔。由于有限的遗传多样 性和群体内通婚的偏好，该群体中一些基因疾病的比例更高，如侏儒症和许多未命名的代谢和神经疾病。相反，大多数其他北美洲和南美洲的早期移民很快就遭遇了移民浪潮，其中有些人是被迫的，例如奴隶制和契约奴役制。尽管如此，这些移民有助于基因库的多样化，因此遗传疾病很少集中在某个群体中。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 火星地球化
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结局是什么？有人说要把火星改造成一颗像地球一样的小小的蓝色星球。《红火星》（Red Mars ）、《绿火星》（Green Mars ）和《蓝火星》（Blue Mars ）——分别是金·斯坦利·罗宾逊（Kim Stanley Robinson）写于20世纪90年代的火星三部曲的书名。在这些书中，作者用科幻小说的形式探索了这颗红色星球地球化的种种后果。有生物学和工程学方面的考虑，也有哲学方面的思考。在这部科幻三部曲中，一些角色希望保持火星的红色，而一些人则认为绿化火星是传播生命，是人类可以带给其他世界的礼物。一直以来，那些想要脱离地球、脱离祖国，奔向美国独立战争的人有着各种各样的可能。
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我无法掩饰自己对火星地球化的偏爱。我看不出这有什么伦理问题。小行星可以毁灭任何行星，而一颗流星带着搭便车的微生物，很可能第一个给地球（或火星）带来了生命，而没有考虑到此举的伦理问题。也就是说，人类破坏生命……或传播生命的能力并不是独一无二的。我同意火星上的任何生命都应该得到最大限度的保护。但我认为我们这些待在火星表面和地下浅层的外来生命不会与本地物种互动。10亿年前，火星曾经更适合孕育生命。为什么我们在地球上可以采取一定的措施让某个死寂之地恢复生机，而在火星上采取同样的方式就错了呢？此外，如果可能，我觉得人类有在宇宙中传播生命的道德义务。如果宇宙中没有生命来理解和欣赏，那么宇宙的奇妙何在？
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撇开哲学不谈，火星地球化的科学在这里倒是值得研究。最理想状态下，这一过程需要几百年的时间。这一时间从地质时间的角度看并不长。不管怎么说，要让火星更适合居住——更适合人类居住，就需要增加更多的气压、氧气、热量或重力，或其中任何几方面或所有方面的组合。很遗憾，我们对低重力无能为力。而其他三个方面，压力是人们最渴望的东西。我们可以应对寒冷，而且带着氧气罐四处走动也并不可怕。可怕的是穿着加压服四处走动，时时担心宇航服甚至栖息地会失去压力，从而立刻置你于死地。气压本质上是重量，以每平方英寸或平方厘米受到的力来衡量。所以，为了增加火星上的气压，我们需要向空气中注入更多的物质。
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一种方法是释放冻结在火星两极或锁在火星土壤中的二氧化碳。让二氧化碳在我们上空以气态形式存在，而不是在我们下面以固态形式存在：同样的重量，不同的位置。有人提出一种蒸发二氧化碳的方法，即用核弹把两极炸开，我认为这很荒谬。埃隆·马斯克和其他殖民主义倡导者讨论过这个问题。虽然这样可能有效实现增加气压的主要目标，但如果使用了大量核弹，就会把火星变成核荒漠——并破坏极地冰冠地形以及火星上可能存在的任何生命迹象。另一种方法是在环绕火星的轨道上安装一面巨型镜子。数百平方千米大小的镜子，可以将太阳的热量聚焦到火星上。这样可以让干冰和水冰慢慢蒸发。很好，但是建造这么大的一面镜子将是一项工程壮举，远远超过我们以往取得的任何成就。
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这两种方法都有需要克服的问题。第一个问题是，是否有足够的二氧化碳来产生足够的压力？根据2018年发表在《自然·天文学》上的一篇论文，答案是否定的。[58] 研究人员经计算认为，将火星上所有已知二氧化碳来源加起来，足以将火星气压提高到原来的10倍，但是这距离地球海平面的气压仍有约90%的差距，是地球最高山上感知到的压力的50%。但这只是一种分析，肯定不是最终结论。在火星土壤中可能有未被发现的深层干冰。但第二个问题是，空气中有大量的二氧化碳对呼吸是有毒的。二氧化碳与水蒸气混合，你就得对付酸雨。而且，将二氧化碳注入空气中，意味着如果没有微生物和植物经过几千年漫长的过程将其转化为氧气，我们将永远无法摆脱二氧化碳。
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没错，一层厚厚的二氧化碳可以用来锁住热量。毕竟这是一种温室气体。地球上二氧化碳水平的微小上升就正在改变地球的气候。因此，二氧化碳可以解决气压和热量问题，但不能解决氧气问题。增厚大气层的最理想方法是用氧气以及氮气、氦气、氩气和氖气等惰性气体。不过，这目前还只是科幻小说里的内容。你需要从天王星收集氮气和其他气体，然后用成千上万艘货运飞船把它们运到火星。
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乌龟出场，慢慢地稳稳地赢得了比赛。我们知道如何让世界变暖，且正在地球上做着这样的事情。在火星上建立工厂的唯一目的就是产生温室气体，这可能会缓慢但显著地让火星变暖。温室效应最强的气体是碳氟化合物，如四氟甲烷（CF4 ）和六氟乙烷（C2 F6 ），它们在大气中存在了数万年。[59] 那些臭名昭著的氯氟化碳（CFCs）也不错，但它们会破坏臭氧，而臭氧是紫外线防护所必需的要素。氟和碳在火星上都存在，建造工厂向大气中添加百万分之几的碳氟化合物，可以使火星每10年温度升高2℃。在20年的时间里，气温上升4℃可能会导致温室效应失控，释放两极的干冰。这样，用100年的时间，冻结在两极的所有二氧化碳就都会跑到空气里。[60] 克里斯托弗·麦凯和他的同事基于实验室实验进一步计算得出，就寿命和捕捉更宽波段太阳辐射的能力而言，温室气体最有效的组合是CF4 、C2 F6 、C3 F8 （八氟丙烷）和SF6 （六氟化硫）。[61]
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 感受到压力
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随着冻结的二氧化碳一点点融化，气压逐渐上升。就像把大石头滚下山一样，一旦开始，这个过程就再也无法停止。但据最大估计，火星上的二氧化碳最多只能产生350毫巴的气压，相当于地球气压的1/3。所以不会有过多的二氧化碳产生过大的气压，就像金星上的情况一样。在150毫巴的条件下，即使没有厚厚的压力服也可以生存。阿姆斯特朗极限，即血液在室温下“沸腾”的临界压力，大约是63毫巴。在压力低于63毫巴时，也就是地球上18千米高空的气压，人们就必须穿上加压服。但是如果不加保护，64毫巴就不太舒服了。你体表的液体，如眼泪，以及身体的水分会蒸发，你也不能有效地把氧气从肺部转移到血液去饱和血红蛋白。要保持正常的身体功能，在呼吸100%氧气的情况下，人类需要大约150毫巴的气压。
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如果我们的目标是让火星变暖，有足够的气压让我们不穿加压服，只靠氧气就能四处走走，那就让我们看看珠穆朗玛峰吧。在地球最高的山峰上，海拔约8850米，气压约340毫巴。我们认为这在火星上是可以实现的。340毫巴，你的体液就会正常。唯一需要关注的是氧气在该压力下饱和血液中的血红蛋白的能力。低于90%的饱和度会导致低氧血症，并会损伤人体组织，因为细胞缺氧。这是珠穆朗玛峰上的主要死因。登山者需要补充氧气，不仅是因为空气稀薄，还因为气压不足以将氧气推进肺部，使二氧化碳与氧气进行适当的交换。珠穆朗玛峰上的氧气浓度与海平面上的氧气浓度大致相同，约为20%；但登山者有时会从装有100%氧气的气罐中吸气，以确保他们能最大限度地吸收氧气，因为在这样低的气压下气体交换率很差。
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