迪丽热巴 ai换脸

也曾，火星名义有水流淌。海潮拍打着岸边，强风呼啸，大雨从厚厚的云层中流泻而下。除了一个要津区别外，它与 40 亿年前的地球相当相似——火星的体积。火星的直径惟有地球的一半，而恰是这个分袂导致了一系列问题。

火星的中枢冷却得很快，导致其失去了磁场保护。莫得了磁场，火星的大气层被太阳风吹走。失去了保护层，火星也无法反抗太阳的紫外线，保住热量。海洋渐渐挥发，剩下的水分被地表基层收受，只在南北极留住了一些冰冻的水。陆续的辐射加上环球性的尘暴引发的静电响应，使得火星的泥土发生了一系列化学响应，最终让它富含一种叫作念高氯酸盐的有毒物资。若是火星上也曾长出过一派草地，那还是是很久以前的事了。

但这些日子能否从头脱手？要在火星上指示作物、为将来的宇航员提供食品，究竟需要什么？在科幻演义里，这似乎不是什么大问题。2015 年电影《火星营救》中的 Matt Damon，只需要建一个温室，把东谈主类的排泄物铺在泥土上，加点水，等着述物长出来。电影在某些方面是对的——东谈主类体内的细菌如实会起作用——但它冷落了高氯酸盐的问题。实验上，那些土豆根底无法助长，即便它们幸运长出来了，吃上两年受高氯酸盐期侮的土豆也足以让他的甲状腺失灵、肾脏受损、细胞受伤——尽管他可能不会立即察觉，因为高氯酸盐还具有神经毒性。这正本不错成为 Matt Damon 最经典的“示寂场景”。

在 Andy Weir 写稿这部演义时，东谈主们对火星上高氯酸盐的散布和丰采了解得并未几。天然 NASA 的凤凰号探伤器早在 2008 年就发现了高氯酸盐，但后续的探伤器任务和历史数据的积蓄才确认，这种化学物资不仅遍布火星，而且数目惊东谈主。举座来看，火星名义的高氯酸盐含量约为 0.5%（按分量计）。比较之下，地球上的浓度经常只是火星的百万分之一。

这对 NASA 说是一个宽广的难题。阿耳忒弥斯筹画的最终办法是让宇航员登上火星。在往日十年里，NASA 一直在股东一个永远筹画，旨在终了东谈主类在火星上开采“地球落寞”的居住地。愈加利欲熏心的是，天然听起来不太现实，但 SpaceX 的首席扩充官马斯克曾示意，他但愿将来 20 年内能有一百万东谈主在火星上假寓。

任何干于火星落寞生涯的设计，王人意味着必须治理高氯酸盐问题，因为东谈主类必须要吃东西。补给任务骨子上依赖地球，而水培本领不及以供养大边界的东谈主群。

“咱们不错用水培系统收缩供养 10 到 20 个东谈主，但边界再扩大就很困难了，”Winston-Salem 州立大学的植物压力生理学副指示 Rafael Loureiro 说。水培系统必须在地球上建造，而且需要能耗高的泵和陆续监控以详确细菌和真菌感染。“一朝系统被感染，你的通盘作物就全毁了，因为它是一个禁闭的轮回系统，”他说，“你不得不丢掉一切并从头脱手。”

Loureiro 认为，独一可行的将来之路即是耕作火星的地皮：“高氯酸盐问题是咱们最终必须治理的难题。”

火星上并莫得泥土，惟有覆盖在星球名义的有毒尘土层——也即是由松散的岩石、沙子和尘土组成的上层。在地球上，这些尘土搀杂着数十亿年来判辨的有机生物资，形成了泥土，但在火星上，这些有机物根底不存在。要在火星上指示食品，咱们弗成只是把种子撒在地上然后加点水。咱们需要创造出一层能够看守人命的泥土。而要作念到这少量，首先必须断根那些有毒的高氯酸盐。

断根高氯酸盐的模范有不啻一种。你不错通过点火来判辨高氯酸盐，它们在约 750 华氏度时会判辨，但为此你可能需要核响应堆等能源以及大宗扶持开采。你也不错用水来冲洗高氯酸盐，但 Loureiro 解释说：“你需要的水量相当宽广，而水在火星上是极为有限的资源。”这种模范不异需要大宗能量插足。“从永久来看，这不可行，”他告诉我。期许的治理有盘算并不依赖于重型机械，而是依赖于一些轻细的东西——事实上，轻细到肉眼看不见。

NASA 和好意思国国度科学基金会正在资助计算，探索将来的火星宇航员怎么愚弄微生物不仅能从火星泥土中去除高氯酸盐，还能将火星的尘土层改形成合适耕作的泥土。这项责任基于多年来在地球上不同地区进行的访佛计算，若是告捷，不仅能改善火星上的农业，还能为地球和火星的农业发展带来双重收益。

“若是咱们能够在火星的尘土层中告捷指示植物，那么咱们就能在地球上的任何方位作念到这少量。”

把火星农业视作远处的将来科幻问题似乎很容易，但科学家们必须在火箭辐射之前治理这些问题，而不是比及东谈主类还是踏上征程之后。正如 NASA 的好多计算一样，治理“天外上的”问题，往往对“地球上的”生活也有顺利的影响。简而言之，咱们从火星学到的东西，可能匡助咱们在地球上把坚苦之地变成富庶的农业区。在地球上，高氯酸盐的天然浓度在沙漠地区最高，而在其他地区，高浓度的高氯酸盐经常源于工业废物。这些毒素对地球上的植物的危害和对将来火星作物的胁迫一样严重。这意味着，不单是是 NASA 对治理高氯酸盐感意思意思，好意思国农业部也在资助这类计算。

“若是我能够在一个透顶生分的环境中指示植物，那么我开发的本领就不错百分之百地应用于地球上那些面对食粮短缺的地区。不错应用于十分干旱、无法进行农业分娩的方位，也不错应用于被采矿公司期侮了泥土的地区，”Loureiro 说。

“若是咱们能够在火星的尘土层中指示植物，那么咱们就能在地球上的任何方位作念到这少量。”

想维转向微不雅

亚利桑那州立大学生物设计计算所的科学实验室看起来像是好意思国每个生物课堂的放大版：长长的玄色实验台、万般显微镜和试管架。关联词，当你仔细不雅察时，会发现这里的显微镜更为高等，还有气相色谱仪和有机碳分析仪等高技术仪器。

微生物学家 Anca Delgado 在进口处管待我，咱们在那处换上了白色实验服和护目镜。“今天咱们不会龌龊你，但安全第一，”她开打趣地说。

地球的泥土湿润而浪掷人命力，因板块畅通、微生物行径和岩石轮回的影响，其矿物因素相当万般化。但只消望望火星，你就能感受到其中的宽广分袂：这个小行星球的中枢在大部分铁千里降到中心之前就冷却了。因此，火星的尘土层富含富铁矿物，并跟着时期的推移发生氧化，火星的名义实验上还是锈蚀。莫得水的参与，火星主要通过风和温度引发的机械风化发生变化；莫得人命，它的泥土透顶是无机物资。

尽管如斯，Delgado、她的计算生和世界各地的共事们还是找到了一条可能的治理有盘算，不错治理高氯酸盐问题并使火星的尘土层变得可耕作。

高氯酸盐是一类由带负电的氯和氧离子与带正电的离子（如钠）结合形成的盐类。（还有一种叫作念高氯酸的物资，包含交流的带负电离子。）在地球上，高氯酸盐的丰富进程经常与东谈主类行径关联。军事制造、迪士尼乐土的烟花秀等万般行径王人在其中演出了变装。事实上，好意思国在二战时期对含氯化合物的狂热不仅限于高氯酸盐，还往常使用有机氯溶剂，从干洗、金属脱脂到衣物染料和医药领域王人有波及。

通盘工业界也曾对覆没物的束缚选用了“目田放任”的作风迪丽热巴 ai换脸，导致了世界范围内地下水的期侮。Delgado 告诉我：“在《清洁水法案》以及 1970 年代的关联立法退却使用某些化学物资之后，咱们才发现期侮的严重性。”一些水期侮是不言而喻的，比如俄亥俄州的卡雅霍加河也曾常常自燃生气。但其他期侮则消除得很深。纽约州尼亚加拉瀑布市的 Love Cana l社区住户曾回报该地区白血病标记物和降生颓势的比例特地高，而直到其后东谈主们才意志到，1940 年代被倾倒入一条运河的两万吨化学物资可能是罪魁首恶。

关联词，光罢手将有毒化学物资倾倒入水谈和垃圾填埋场并不够。科学家们还必须找到替代有盘算——比如迪士尼在 2004 年开发了一种摒弃了高氯酸盐排放的烟花辐射器——同期，他们还需要找到清算现存期侮的模范。对于高氯酸盐，不错通过化学技能断根。雨水和东谈主工灌溉不错将这些化合物冲走，但这只会把问题转换到地下水中。另一种模范是指示像柳树和胡杨这么的木本植物，它们能从泥土中收受高氯酸盐，随后不错通过收割这些植物将其从期侮轮回中移除。

另一种生物治理有盘算是愚弄微生物将有毒化学物资转换为无害物资。这一办法的典型代表是一种叫作念 Dehalococcoides mccartyi 的细菌，它以有机氯溶剂为食，比肩出脱氯乙烯（这是一种无毒的浅薄碳氢化合物）和无害的氯离子，这些离子在天然环境中本就存在。Delgado 在博士时间曾计算这种细菌，其时她的意思意思透顶是针对地球环境的。关联词，尽管这种模范相当有用，但并非完好意思。它在天然环境中阐述作用的速率极慢。

“咱们其时处理期侮的时期跨度是几个月到几十年，”Delgado 告诉我。她的计算试图以更高密度培养 D. mccartyi，以提升处理速率，加速好意思国覆没期侮场面的治理速率。她的计算闭幕还是应用于亚利桑那州、新泽西州和加利福尼亚州的多个现场。

Delgado 带我参不雅了实验室，实验室接纳了绽放式布局。她说，自 2004 年生物设计计算所建立以来，理念一直是将经常不会互动的计算东谈主员集会在吞并个物理空间内。因此，计算废水、污泥和泥土的微生物学家们与计算 DNA 折纸本领的科学家们相邻而居。

从清算地球的有毒覆没物到让火星名义合适耕作的计算粗放始于 2017 年，就在 Delgado 脱手她新责任的前一个月。她其时读了一篇对于火星的著作，松驰查阅了迄今为止在火星上检测到的化学元素。“我心爱微生物，我想望望火星是否能称心它们的营养需求，”她说。“我有点科幻迷的倾向。”

在参加一场大学组织的计算员谋划会时，她决定骁勇建议我方的想法：“我对计算微生物能否在火星要求下助长很感意思意思。”

她读到的一篇《天然》杂志的著作最终激励了她的行能源。植物助长所需的泥土有机质，经常是由判辨的植物和动物材料组成的。这似乎意味着火星农业无法终了。关联词，计算东谈主员初次解说，仅靠微生物就不错形成泥土有机质——无需依赖古老的植物。微生物自身以及它们的组织和分泌物，能够合成泥土。

Delgado 意志到，高氯酸盐不错动作启动催化剂，成为微生物衍生并判辨的营养开头。最终，这一流程能够使火星的尘土层变得合适耕作。

为此，她向国度科学基金会肯求了“新兴前沿计算与转换”形态的资助，以探索这个想法。NASA 看到了她提案的后劲，并共同资助了该形态。2022 年，该形态取得了预计 190 万好意思元的资金，筹画动作一个多年、多机构的联接形态开展，Delgado 担任首席计算员。该形态筹画由 ASU 动作主导机构，计算怎么愚弄微生物缩小火星泥土中高氯酸盐的浓度；亚利桑那大学将计算这些微生物在判辨高氯酸盐流程中形成的泥土有机质；佛罗里达理工学院则弘扬计算如安在处理后的泥土中指示作物。

测试火星泥土

计算火星尘土层的一个难题在于，地球上根底莫得这种真实的泥土。NASA 往日 50 年的火星探索筹画一直悉力于于计算这颗红色星球是否合适人命。多年来，NASA 一直但愿能够将火星的原始泥土样本带回地球的无菌室进行分析。关联词，到现在为止，NASA 还莫得制定出一个竟然的任务来终了这一办法。本年 4 月，NASA 局长 Bill Nelson 基本上承认了这少量，并向外部计算机构和私营企业征求怎么以职守得起的形态终了火星样本复返的提案。

与此同期，科学家们只可用模拟的火星泥土来计算减少高氯酸盐浓度的模范，诸如加热、辐射和微生物模范等。

在亚利桑那州立大学的 Delgado 实验室中，计算开采包括一个孵化器和一个定制的厌氧室，内部配备了共聚焦显微镜，用于分析对氧气敏锐的微生物。在一个摆满了万般大小密封玻璃器皿、打针器、移液管和其他开采的计算责任站，Delgado 先容了她的两位博士生：环境工程专科的 Alba Medina 和生物设计专科的 Briana Paiz，她们王人是该形态的主要计算东谈主员。

桌上的密封瓶里装着边幅互异的溶液，从褐色到玄色不等。在较为透明的溶液中，瓶底有一层红色物资，看起来和火星上的泥土边幅十分相似。“这些叫作念微天地瓶，”Delgado 解释谈。“为了保持化学因素和组成的完整性，任何需要加入或取出的物资王人要通过针头和打针器操作。”

这些瓶子中装有营养物资、水（人命必需的要素）和模拟的火星泥土。由于莫得火星尘土层可用，Delgado 使用了一种名为“MGS-1”（火星环球模拟物）的替代物，这种模拟泥土在化学因素、矿物组成、比例和物理特质上王人尽量与火星探伤车“意思意思号”所测得的泥土规格相匹配。这个模拟物是由 Space Resource Technologies 公司制造的，任何东谈主王人不错在线购买。

“这是你能买到的最贵的‘土’了，”Delgado 笑着说。她递给我一只乳胶手套，以免龌龊双手，并拿出一袋让我摸了一下。这种模拟泥土嗅觉像那种你只会在不菲海滩上发现的沙子，颗粒相当精细，看起来像可可粉。

计算东谈主员需要向微天地瓶中添加的独一东西是高氯酸盐，这是一种白色粉末。有了这些，他们就不错将火星“装入”瓶中了。

“接下来，”Paiz 说谈，“咱们会加入微生物。”她带我参不雅了万般实验。“这些微天地瓶中有 Dechloromonas，此背面那些瓶子里是纯培养的 Haloferax denitrificans，这是一种在咸性环境中繁茂助长的细菌。”团队还在尝试使用万般搀杂微生物群落，每种群落与不同的元素和化合物互相作用，在各自的微天地中产生不同的化学组成。因此，有些瓶子的边幅像巧克力，而另一些则像花生酱。

“它们当先王人是一样的边幅，”Medina 说。“比如，这个瓶子变黑是硫酸盐归附微生物行径的视觉凭据。”

细菌会聘任它们心爱的物资消化，忽略它们不心爱的。Delgado 的团队正在寻找期许的微生物组合，既能有用摒弃高氯酸盐，又能高效运行。高氯酸盐其实也提供了契机。当 Delgado 的微生物判辨这些化合物时，会生成氯化物和氧气。

“宇航员不错愚弄它们在火星上分娩氧气，”Delgado 说。“这可能是火星上氧气的一个伏击开头。咱们正在议论怎么拿获这些氧气。”

微生物培养不需要大宗带上火星，因为微生物滋生速率极快。科学家只需带不到一克的材料——以致连一个回形针的分量王人不到——在火星上就不错无尽滋生。一些滴在试管中的微生物，表面上不错产生通盘果园的作物。

而最期许的微生物运载系统即是宇航员自己。咱们的体格里还是含有能消化高氯酸盐的微生物，它们存在于咱们的肠谈微生物群中。Delgado 的团队使用的是从浑水处理厂取得的污泥中的微生物群来计算高氯酸盐。因此，Matt Damon 在电影《火星营救》中演出的变装在某种进程上如实是对的。

但即使领有能够判辨高氯酸盐的微生物，它们是否能有用责任照旧一个问题。“这些微生物群落如实包含高氯酸盐归附菌，但它们也伴跟着‘一又友’和‘敌东谈主’一同存在，”Delgado 解释谈。咱们的微生物群中有比比皆是种细菌，它们在争夺营养时互相竞争，导致效劳低下。要津在于找到模范匡助那些铺张无益物资的微生物，同期减少那些搅扰微生物的数目。

现在，Delgado 的实验室正在小批量处理尘土层。告捷的高氯酸盐归附处理不错将其浓度从约每公斤五克（原来的 0.5%）降到五到二十微克每公斤，以致更低。现存文件标明，这个浓度范围不会禁锢种子发芽。比较之下，亚利桑那州沙漠中的泥土高氯酸盐配景浓度为 0.3 到 5 微克每公斤，而在阿塔卡马沙漠中，这一数值可高达 2500 微克每公斤。

关联词，光去除高氯酸盐并不及以让火星上的植物繁茂成长。佛罗里达理工学院的生物学副指示、Delgado 形态的联接计算员 Andrew Palmer 说：“断根高氯酸盐后，问题仍然是怎么将火星尘土层转换为泥土。”

Palmer 解释说，不论有莫得高氯酸盐，尘土层骨子上王人是一种惰性基质。严格来说，泥土是经过生物作用并能够副作用于生物的基质。而在模拟火星尘土中——野蛮将来在实验的火星尘土中，弘扬摒弃高氯酸盐的微生物行径也可能会转换矿物资，开释出对植物有益的营养，比如钾和磷。找到最佳的模范终了这少量，是 Delgado 团队在计算不同微生物菌株和污泥时的办法之一。

Palmer 告诉我：“通过生物流程去除高氯酸盐，不仅应该摒弃它们，还应该匡助咱们向泥土中引入其他营养。咱们正在尝试把生态轮回引入尘土层。”

早期的闭幕相当有但愿，但这是一项需要多年奋勉的责任。计算东谈主员还是告捷减少了尘土层样本中的高氯酸盐含量，增多了样本中的有机物浓度，改动了尘土层的结构，况且告捷在其中指示植物。他们的办法是将这些设施整合在沿路。“通盘资助形态、总共参与者的责任，王人是为了把含有高氯酸盐的尘土层转换为合适植物助长的泥土，”Palmer 说，“这很有后劲。”

若是一切获胜，模拟尘土层中的总有机碳浓度应该比当先跨越两到五倍，这是微生物生成的有机残留物的闭幕。最终，跟着有机碳改动了尘土层的物理特质，模拟泥土的持水身手也会得到改善，使正本像黏土一样的尘土层变得更松散，更有益于植物卓越根系助长。

一朝这些模拟的火星尘土准备就绪，科学家们对其效果悠闲，这些材料就会被送往Palmer 位于佛罗里达的实验室，望望哪些植物能够助长。

西红柿和藜麦

Palmer 承认，七年前当 NASA 的代表第一次交游他时，他对在火星上指示植物的问题并不迥殊感意思意思。那时候他认为这个责任有点没趣：“植物能在泥土里长——几乎像 11 点的新闻那样稀松庸俗。”他开打趣说。

关联词，跟着他们的谋划久了，NASA 的科学家们解释了使用火星模拟物以及治理高氯酸盐问题的挑战，Palmer 的意思意思心被激励了。咱们究竟要如安在火星上提供满盈的食品呢？于是，他和佛罗里达理工学院化学生态与天体生物学实验室的计算东谈主员脱手在月球和火星的尘土模拟物中指示植物、真菌和细菌，探索怎么将尘土层改形成合适植物助长的泥土。

“火星距离咱们有六到九个月的旅程。若是你失去了食品开头，可能无法撑到下一次补给任务的到来。”

——佛罗里达理工学院生物学副指示 Andrew Palmer

除了孵化器，Palmer 和他的团队还使用一个他们称为“红屋”的房间，这是一种半末端环境。

“这是一个宽广的房间，内部全是东谈主工照明和环境末端，咱们在内部指示的植物从未见过天然光，这恰是咱们认为地外援长环境的模拟情况，”他说。火星枯竭特地想的大气层，温度比南极还要清凉，因此任安在火星上指示的作物王人需要在禁闭的、末端精采的环境中，在东谈主工光照下助长。

Palmer和他的团队在火星模拟泥土中屡次指示和再指示植物，以了解尘土层在作物助长流程中随时期推移的变化。现在，他们“依期”在营业化的火星模拟泥土中指示罗马生菜、甜椒、西红柿和三叶草。这个学期，他们还脱手尝试指示花生和藜麦。

由于形态仍处于早期阶段，他们现在尚无对于从亚利桑那州取得的初步材料的计算闭幕。现在，他们正在进行发芽实验。

“咱们仍在试图交融这种模拟泥土的物理行动，因为当你加入水时，它可能会结块——变得相当坚固和密实，这会禁锢植物根系的助长。这是一个相当辣手的问题，”Palmer 说。

他们发现的其中一个答应是，跟着时期的推移，植物在火星模拟泥土中助长会使其质料变得更“松软”。Palmer 筹画使用电子显微镜来计算 Delgado 实验室的样本。“尘土层的颗粒实验上相当是非，”他告诉我。这一答应适用于火星和月球的尘土层。“经过一段时期的植物助长后，经常细菌会使这些颗粒变得愈加圆滑。”这是因为微生物在尘土层中的助长经常会导致生物膜和其他有机化合物的千里积，同期也会腐蚀或侵蚀颗粒名义。这些变化王人有益于植物的助长。

Palmer 认为，食品安全是火星任务的重中之重，迄今为止的计算让他感到乐不雅。

“火星距离地球六到九个月的旅程。若是你失去了食品开头，可能无法撑到下一次补给任务的到来，”他说。治理有盘算在于万般性。应该储备冷冻食品，一些作物不错通过水培指示，另一些则不错在尘土层中指示。若是某一系统失败，你还不错依靠其他系统从头启动。这不仅是一个好的安全政策，更伏击的是，若是咱们赤忱想把火星变成亲园，咱们必须愚弄那些使咱们私有的技能。农业无疑是其中最伏击的一项。

Palmer 说：“耕作地皮有一种与东谈主类息息关联的嗅觉。这意味着你还是掌控了那片地皮。你惟有在掌持了泥土之后，才真实掌持了那片方位。”

David W. Brown 是一位居住在新奥尔良的作者。他的下一册书《The Outside Cats》讲明了一个极地探险队以及他与他们沿路远征南极的故事迪丽热巴 ai换脸。该书将于 2026 年由 Mariner Books 出书。