人们一直梦想着重塑火星气候，使其适合人类居住。卡尔萨根是第一个提出地形的科幻小说之外的人。在1971年的一篇论文中，萨根认为，蒸发北极地冰帽将“在地球上产生大约10 sg cm-2的大气层，通过温室效应产生更高的全球温度，并且液态水的可能性大大增加。”
萨根的工作激励了其他研究人员和未来学家认真对待地球化的想法。关键问题是：火星上是否有足够的温室气体和水将其大气压力增加到类似地球的水平?
2018年，一对美国宇航局资助的科罗拉多大学，博尔德分校和北亚利桑那大学的研究人员发现，处理火星上所有可用的来源只会使大气压力增加到地球的7%左右 - 远远低于让这个星球适合居住。
看起来Terraforming Mars是一个无法实现的梦想。
现在，来自哈佛大学，美国宇航局喷气推进实验室和爱丁堡大学的研究人员有了新的想法。而不是试图改变整个星球，如果你采取更加区域化的方法呢?
研究人员提出，火星表面的区域可以用一种材料 - 二氧化硅气凝胶 - 来模拟地球的大气温室效应。通过建模和实验，研究人员表明，一个2到3厘米厚的二氧化硅气凝胶屏蔽可以传输足够的可见光用于光合作用，阻挡有害的紫外线辐射，并将温度永久地升高到水的熔点之上，所有这些都不需要适用于任何内部热源。
“这种使火星适宜居住的区域方法比全球大气改造更容易实现，”哈佛大学环境科学与工程助理教授，哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)和地球系的Robin Wordsworth说。和行星科学。“与以前使火星适合居住的想法不同，这是可以用我们已有的材料和技术系统地开发和测试的东西。”
美国宇航局喷气推进实验室的研究科学家Laura Kerber表示，“火星是地球以外太阳系中最适宜居住的行星”。“但它仍然是许多生活的敌对世界。一个创造小岛屿居住性的系统将使我们能够以可控和可扩展的方式改造火星。”
研究人员的灵感来自已经发生在火星上的一种现象。
不像地球的极地冰盖，其由固态水，火星极地冰帽是水冰和冻结的CO的组合2。像它的气态形式的，冷冻的CO 2允许太阳光而俘获热穿透。在夏季，这种固态温室效应会在冰下产生一些变暖。
华兹华斯说：“我们开始考虑这种固态温室效应，以及如何在未来的火星上创造可居住的环境。” “我们开始考虑哪种材料可以最大限度地降低导热性，但仍能传输尽可能多的光线。”
研究人员开始使用二氧化硅气凝胶，这是有史以来最绝缘的材料之一。
二氧化硅气凝胶具有97%的多孔性，意味着光穿过材料但是二氧化硅红外辐射的互连纳米层并且极大地减缓了热传导。这些气凝胶目前用于多种工程应用，包括美国宇航局的火星探测流浪者。
“二氧化硅气凝胶是一种很有前途的材料，因为它的效果是被动的，”Kerber说。“它不需要大量的能源或维护运动部件，以保持区域长时间保持温暖。”
利用模拟火星表面的模拟和实验，研究人员证明，这种材料的薄层将火星中纬度的平均温度提高到类似地球的温度。
“分布在一个足够大的区域，你不需要任何其他技术或物理，你只需要在表面上有一层这样的东西，你就会有永久的液态水，”华兹华斯说。
这种材料可用于在火星上的火星上建造居住圆顶甚至是自给自足的生物圈。
华兹华斯说：“这里出现了许多令人着迷的工程问题。”
接下来，该团队的目标是测试地球上类似火星气候的物质，例如南极洲或智利的干燥山谷。
华兹华斯指出，任何关于让火星适合人类和地球生活的讨论也会引发关于行星保护的重要哲学和伦理问题。
“如果你要在火星表面启用生命，你确定那里已经没有生命吗?如果存在，我们如何导航，”华兹华斯问道。“在我们决定承诺让人类进入火星的那一刻，这些问题是不可避免的。”