地质学家模拟火星土壤条件，研究如何在火星上种植植物

　　地质学家探究火星土壤肥力问题，人类的下一大步可能是登上火星。

　　但是在这些任务开始之前，科学家们需要取得几十项突破性的进展，包括学习如何在这个红色星球上种植作物。实际上，宇航员不能通过太空运输无尽的表土。因此，佐治亚大学的地质学家正在研究如何最好地利用地球表面已经存在的物质。

　　为此，他们开发了模拟火星物质的人造土壤混合物。在发表在《伊卡洛斯》杂志上的一项新研究中，研究人员评估了人造土壤，以确定火星土壤有多肥沃。

　　该研究的主要作者、UGA地质学博士候选人劳拉·法克尔说:“我们想模拟你很容易在火星表面找到的材料的某些特性。”模拟这些火星混合物的矿物组成或盐含量可以告诉我们许多关于土壤潜在肥力的信息。养分、盐度、pH值等因素是土壤肥沃的部分原因，了解火星土壤在这个光谱中的位置是了解它们是否可行的关键，如果不可行，是否有可行的解决方案可以用来使它们可行。“

　　利用我们所知道的

　　在过去的十年里，火星表面探索扩大了对行星表面化学的理解。利用美国宇航局表面样本的数据，研究小组研究了浮土，或表面附近的松散材料，以开发模拟物。使用的材料模拟了土壤、粘土矿物、盐和其他可从火星表面获得的材料的混合物，方法是铲起松散的材料或从基岩中开采出来。

　　尽管火星大气稀薄，极度寒冷，含氧量低，但众所周知，火星表面含有大多数植物必需的营养物质，包括氮、磷和钾。

　　营养物质的存在完成了一大障碍，但仍有更多的挑战。“一个问题是，它们的存在并不意味着植物可以接触到它们，”法克尔说。“如果你真的把植物放在地下——仅仅因为铁或镁在那里，并不意味着植物真的能把它从土壤中拔出来。”

　　此外，这些营养物质可能存在，也可能不存在，或者它们的浓度太高，对植物有毒。

　　困难的任务

　　使用模拟火星土壤，法克尔和他的同事发现人工模拟物的质地坚硬干燥，这可能反映了火星土壤的一些意想不到的情况，使它们更难使用。

　　这些挑战加起来是一项非常困难但并非不可能的任务。从农业科学的角度来看，该小组包括UGA大学的教职员工保罗·施罗德（Paul Schroeder）、穆西·哈伯特斯（Mussie Habteselassie）和亚伦·汤普森（Aaron Thompson），他们采用了地球上使用的解决方案，建议范围从冲洗土壤到向土壤中添加细菌或其他真菌等接种剂以帮助植物生长。

　　“众所周知，特定类型的细菌和真菌对植物有益，并且可能能够在我们在火星上看到的压力条件下支持它们，”法克雷尔说，她在施罗德的指导下开始了对地球微生物学的研究，当时她正在进行硕士论文研究，研究生活在俄罗斯远东堪察加半岛温泉中的微生物面临的极端环境。

　　科学家们也看到了他们的研究对地球农业研究潜在创新的影响。“我们对火星农业的任何了解都可能有助于在地球上具有挑战性的环境中进行农业，帮助我们建设一个可持续的未来，”法克尔说。

　　不管最终的解决方案是什么，载人火星任务的前景取决于种植食物的能力。

　　“你可以有多种方法来看待它，但一种选择可能是使用已经存在的东西作为盆栽介质，并弄清楚这是否是一种可行的方法，或者你是否必须带着所有的植物材料，”法克尔说。“我们能否利用火星土壤提供食物的问题将大大有助于确定载人任务的可行性。”