文章来源 | 环球科学

撰文 | Edward Guinan

翻译 | 谢宛岑

图片来源：pixabay

流行病在未来可能会越来越普遍，而人类的身体可能会对它们毫无抵抗力。此外，地球还有可能面临其他灾难性的危险，如小行星或彗星的撞击、全球性核武器或生化武器战争，以及全球变暖带来的长期影响。为了减轻这些灾难对人类的影响，我们可能需要离开地球，前往别的星球如火星。

从过去到现在，地球的飞行器去火星最基本的原因是，探索和寻找生命迹象。此外，当地球上发生罕见的毁灭性灾难时，火星还能为人类提供安全的避难所。去往火星并非不切实际的想象，美国国家航空航天局（NASA）受命要在2033年前要将人类送上火星，目前NASA正在研究如何在这颗红色星球上建造人类居住地。SpaceX也在2016年公开了在火星上建造的居住地蓝图，并提出建造高容量的运载火箭。这一任务分为两阶段，能在2026年前将人类送上火星。

为了研究人类移民火星，维拉诺瓦大学天体生物学的学生开始了“火星花园项目”的研究，该项目旨在研究哪些植物和蔬菜可以在富含铁的火星模拟土壤(MSS)中生长。从2017年项目开始以来，他们已经对超过45种不同的植物进行了实验。考虑到他们还都是大学生，实验的植物还包括了啤酒花和大麦。

他们还在相同的环境条件下种植盆栽植物，作为对照组。模拟火星土壤大部分来自于莫哈韦沙漠（Mojave Desert）的火山岩。根据NASA对火星样本的化学分析，这种模拟火星土壤(MSS)的密度会更大。此外，真正的火星表层土含有对人类有害的高氯酸盐，因此，如果去往火星，我们在使用土壤之前，必须将其中的这种化合物清除掉。另外，火星表面的太阳光照强度更弱，会影响植物的生长。因此，维拉诺瓦大学的学生考虑了尽可能多的变量，并采取了一系列正确的措施来复制火星温室的条件。他们的研究工作都是为了回答这个问题：植物能在较弱的光照强度下，在火星土壤中生长吗?

在回答这个问题之前，让我们先来看看火星的全景图。可以肯定地说，火星的环境并不宜居，总体来看，火星很小(约为地球质量的1/10)、很寒冷(平均温度为-50℃)而且很荒凉。它的大气层非常稀薄，密度只有地球的1/90且富含二氧化碳。火星距太阳大约2.28亿千米（而地球距太阳最远为1.521亿千米），这意味着火星表面最高的光照强度只有地球表面的43%。然而，较弱的光照强度或许是一件好事，在火星大气中，二氧化碳和氮气的占比分别为95%和2.6%，但其大气中没有臭氧，因此无法阻挡有害的紫外线辐射。

数十亿年前，火星的环境更加宜居，有海洋、温和的气候，很可能还存在生命。但自那以后，火星逐渐失去了大部分的大气和水资源。目前，火星的表面已经没有水了，只有一些水（或冰层）存在于地表之下和两极区域。在这些苛刻的条件下，所有植物都必须种植在加热、加压的火星温室中，还需要补充关键的空气、湿度和水分。

在温室实验中，这些大学生通过大量的努力，创造了一个既适合植物生长又类似于火星温室的环境。例如，他们确保植物接受到与在火星表面大致相当的光照条件。此外，这些学生还尝试了用水培法种植一些植物。他们发现可通过两种措施提高种植的成功率：使用多波长的LED灯增加植物的光照强度，以及混入盆栽土或蚯蚓粪让模拟火星土壤更加疏松。

基于上述的环境条件，学生们可以将一些蔬菜排除在外。例如，火星上较弱的光照不利于需要充足阳光的植物生长，包括西红柿、豆科植物、玉米及许多根茎植物。胡萝卜也不符合要求，因为它们在粘土状的模拟火星土壤中容易发育不良，土豆在模拟火星土壤和较弱的光照条件下长势较差，但红薯长势好一些。

另外，学生们发现，蒲公英可以在火星上茂盛生长，而且这种植物有许多优点：它们生长速度很快，每个部分都是可食用的，而且有很高的营养价值。其它长势较好的植物还包括微型绿植、生菜、芝麻菜、菠菜、豌豆、大蒜、紫甘蓝和洋葱。

这颗星球并不是我们天然的家园，因此在那里种植食物将会是十分复杂的挑战。然而，这也并非不可能，而且能在如此遥远的地方实现人类的食物供给，将是一件十分令人欣慰的事。当然，能够种植啤酒花和大麦也不是什么坏事。

原文链接：

https://blogs.scientificamerican.com/observations/how-to-grow-vegetables-on-mars/

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