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现在这样说可能并不合适，但我们有充分的理由相信，像COVID-19这样的流行病在未来可能会越来越普遍，因为当人类开发人迹罕至的区域，如荒野、茂密的丛林和热带森林时，就会释放出未知的病毒，而人类的身体对它们毫无抵抗力。随着人口的增长和自然栖息地的减少，这种恶性循环很可能会不断持续。其他会对地球带来巨大危害的灾难还包括小行星或彗星的撞击、全球性核武器或生化武器战争，当然还有全球变暖的长期影响。
为了减轻这些灾难对人类的影响，我们可能需要远离地球，比如去往火星。去火星最基本的原因是探索和寻找生命迹象（包括现在和过去），此外，火星还为人类提供了安全的避难所，以防地球发生毁灭性的灾难。去往火星并不是遥不可及的想象，美国国家航空航天局（NASA）受总统之命，要在2033年之前将人类送上火星，目前NASA正在研究如何在这颗红色星球上建造人类居住地。2016年， SpaceX也公开宣布在火星上建造居住地的蓝图，并提出建造高容量运载火箭，这一分两阶段的任务能在2026年前将人类送上火星。
人类可能移民火星，因此维拉诺瓦大学天体生物学的学生开始了他们“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模拟火星土壤(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，而且由于他们都是大学生，因此实验的植物包括了啤酒花和大麦也就不足为奇了。
在相同的环境条件下，盆栽种植的植物是“对照组”，其模拟表岩屑（土壤）大部分来自于莫哈韦沙漠（Mojave Desert）的火山岩。而模拟火星土壤（MSS）的密度更大，该土壤的信息来自NASA对火星样本的化学分析，可以在线获取。然而，真正的火星表岩屑含有对人类有害的高氯酸盐，因此，如果去往火星，就必须在使用土壤之前将这种危险的物质清除掉。另外，火星表面的太阳光照强度更弱，也会影响植物的生长。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，他们做的所有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（约为地球质量的十分之一）、很寒冷（平均温度为-50℃），而且很荒凉。它的大气层非常稀薄，密度只有地球的九十分之一，且富含二氧化碳。火星距太阳大约1.41亿英里（而地球距太阳0.93亿英里），这意味着火星表面最大的光照强度只有地球表面的43%。然而，较弱的光照强度或许也是一件好事，因为二氧化碳和氮气分别占火星大气的95%和2.6%，大气中没有臭氧，因此其大气无法阻挡有害的紫外线辐射。
然而，几十亿年前，火星的环境还非常宜居，有海洋、温和的气候，很可能还存在生命。然而，自那以后，火星逐渐失去了大部分的大气和水资源，目前它的表面没有水，水（或冰）只存在于地表之下和极地冰区。这些苛刻的条件使得所有植物都必须种植在加热、加压的火星温室中，并补充空气、湿度和水含量。
在温室实验中，维拉诺瓦大学的学生大费周折地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火星表面大致相当的光照条件。在这样的环境下，学生们还尝试了用水培法种植一些植物。
他们发现种植的成功率可通过两方面提高：通过使用多波长的LED灯增加光照强度，以及加入盆栽土壤或蚯蚓粪便来使MSS更加疏松。
基于上述条件，学生们可以将一些不适合的蔬菜排除在外，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MSS中容易发育不良，土豆在MSS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包括微型菜苗、生菜、芝麻菜、菠菜、豌豆、大蒜、紫甘蓝和洋葱。
火星的生存环境对普通人来说都十分艰苦，更不用说农民了，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，这也并不是不可能实现的，而且能在如此遥远的地方维持我们自己的食物供给是十分令人欣慰的，能够种植啤酒花和大麦当然也没有什么坏处。
撰文：Edward Guinan，维拉诺瓦大学天文学和天体物理学教授。
翻译：谢宛岑
审校：马一瑗
引进来源：科学美国人
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