橘紅色星球上的荒涼大地給了劉永定一個夢：用藻改造火星，讓它變成綠色，適宜人類生存。武漢科學家、中國藻類學會理事長劉永定堅信，早期的地球之所以變成今天的綠色星球，藻起了至關重要的作用，反過來，藻一定可以改變火星。
12月10日，在昆明市滇池高原湖泊研究院劉永定院士工作站，從事了40多年藻類研究的劉永定說，把藻送上火星是他最後的夢想，火星地球化（即將火星改造成適合地球生命棲息的星球）應該是21世紀人類最偉大的冒險和挑戰。
12月10日，滇池生態系統觀測站，劉永定（左一）與研究人員一起探討進一步提升水質的問題。提取滇池水樣。記者劉斌 攝
4次模擬火星環境試驗種藻
今年9月中旬，一顆碩大的氦氣球從柴達木盆地大柴旦上空徐徐升起，吊籃中放置的數十個鋁合金盒子中裝著兩種荒漠藻——擬甲色球藻和念珠藻。氦氣球將這兩種荒漠藻送上3萬米高空的地球臨近空間。
今年9月在柴達木盆地大柴旦放飛氦氣球進行荒漠藻火星環境試驗。張慶 攝
氦氣球是天亮前放飛的，確保正午前到達臨近空間——這裡溫度為零下30多攝氏度，紫外線強烈，氧氣稀薄，與火星環境極為相似。
此次試驗持續了7個小時，結果表明，在臨近空間停留4小時的兩種荒漠藻全部存活，地面的中國科學院水生生物研究所（以下簡稱“中科院水生所”）王高鴻博士第一時間將結果告訴了遠在武漢的中國藻類學會理事長、中科院水生所研究員劉永定。
氦氣球上搭載的荒漠藻。張慶 攝
“我們離劉老師的設想越來越近了。”王高鴻說，為了證明藻類能夠在火星上存活，劉永定帶領團隊先後進行了4次類火星環境荒漠藻耐受試驗。
“目前只能說是存活，而不是生長繁衍。”王高鴻說，4次試驗都說明藻的生命力頑強，作為模擬火星環境的試驗，荒漠藻能否在火星表面繁衍生長還需要進一步試驗。
“火星的磁場消失，導致環境惡性迴圈，而地球誕生之初同樣環境惡劣，但藻類的出現逐漸改良了地球環境。”在劉永定看來，藻類對物種起源和生命演化發揮了重要作用；火星上的環境特點與早期地球陸地極為接近，人類探索火星，藻類植物或許能幫上大忙。
藻是大約35億年前出現在地球上的，就拿古老的藍藻來說，它是光合自養生物，利用陽光、水、氮、磷和其他營養物質進行光合作用，將二氧化碳同化為有機碳化合物，並且釋放出氧氣。“太空中是強輻射、微重力、亞磁環境、無水而且驟冷驟熱，藻類在地面50%會自然變異，遺傳的變異性與保守性同時存在，空間環境會影響生命的過程，有些可以修復有些難以修復。”劉永定說，高空環境與藻類的變異有多大關聯仍需要進一步研究。
治理滇池感受藻的頑強生命力
今年78歲的劉永定從事藻類研究已有40餘年。1979年，劉永定考上了中科院水生所的研究生，師從後來成為院士（學部委員）的我國著名藻類專家黎尚豪。劉永定自此與藻結緣一生，被學界稱為“藻王”。
12月8日，洱海西湖幸福閘藻水分離站，劉永定（右）認真觀察工作人員取來的藻水分離處理前、後兩杯水樣。記者劉斌 攝
20世紀90年代末，世界園藝博覽會要在雲南昆明舉辦，滇池的水葫蘆、藍藻水華比較嚴重，導致滇池水質惡化到劣V類。如何讓滇池水質儘快好起來，中科院把這項艱鉅任務交給了位於武漢的中科院水生所。1995年，51歲的劉永定“掛帥出征”，擔任滇池治汙和控藻的首席科學家。
滇池治理多措並舉，經過多年控藻，水質明顯提升，在滇池大泊口水域，監測水質的海菜花生長旺盛。記者劉斌 攝
藻類的頑強生命力給了劉永定深刻印象。在滇池控藻的過程中他突發奇想，在水中，藻類的強大繁衍力和蔓延力是危害，若是在沙漠中呢？
很快，劉永定在沙漠中發現一種荒漠藻，它們不怕曬不怕凍，耐旱耐高溫，還抗紫外線輻射。只要有一點水，荒漠藻就能生長，在沙面上逐漸形成一層結皮，有神奇的固沙效果。這種結皮富含有機質和營養成分，能夠加速土壤的形成。
12月10日，昆明滇池，採用水動力除藻器、藻水分離船進行綠色治藻。記者劉斌 攝
沙漠“播藻”突發奇想
——用荒漠藻改造火星
2001年起，劉永定帶領中科院水生所團隊在內蒙古庫布齊沙漠中“播藻”，效果明顯，並在烏蘭布和沙漠、毛烏素沙地等地推廣開來，目前數萬畝沙漠已經被荒漠藻染綠。
2005年，劉永定在上海參加學術論壇時，看到火星上的大幅照片，聯想到自己在庫布齊沙漠的治理試驗，“能不能將藻類移植到火星上去呢？用荒漠藻結皮技術改造火星。”劉永定覺得，藻類自身可以進行光合作用，將大自然的二氧化碳和水合成有機物；在合成的過程中，大多數植物需要氮肥，而一些藻類則不需要，它自己可以固氮，生物學中稱為“全自養”。“要在外星球創造一個人居環境，火星是一個很好的嘗試點。”劉永定說。
12月10日，滇池生態系統觀測站，劉永定與研究人員一起探討進一步提升水質的問題。記者劉斌 攝
其實，劉永定幾十年前就開始把探索的目光轉移到了外太空。1987年，從德國留學回國的劉永定接到了一項重要任務：開展空間生物學研究，探索利用藻類幫助宇航員在太空長期生存。
這些年來，劉永定帶領團隊先後參與6次返回式衛星試驗和2次神舟飛船試驗，研究在太空微重力、強輻射、極端溫度等不利條件下，透過生物的手段建立生命保障系統。試驗中，他們透過人工培育藻類植物，保證了螺螄等小動物在太空中存活，為我國載人航天的相關探索提供了重要理論支援。
正因為在空間領域的巨大貢獻，藻類專家劉永定當選國際宇航科學院院士，這也更加堅定了他用藻類改造火星環境的夢想。
期待能早日把藻送上火星
13年前劉永定辦理了退休手續，退休後他沒有一天是閒著的。滇池從“淚珠”到“明珠”，劉永定默默付出了26年。隨著滇池水質的趨穩向好，他將忙碌的腳步移向洱海、異龍湖……雲南的高原湖泊他總是放心不下，每年有一半時間在雲南度過。
12月8日，劉永定與研究人員一起觀察洱海甘家村採用“光催化介導”水生態修復情況。記者劉斌 攝
“劉老師對洱海貢獻巨大。”上個月退休的大理州洱海湖泊研究院負責人衛志宏感慨。在衛志宏的印象中，劉永定幹起工作很拼，一個電話他就來了，每天忙碌十五六個小時，也不午休，困了只在車上打個瞌睡。
如今已有15名技術骨幹的大理州洱海湖泊研究院，正是在劉永定的幫助下建立起來的。經過系統治理，洱海水質近10年都維持在Ⅱ類和Ⅲ類水質之間，其中一年中多數月份為Ⅱ類水質。
12月8日，洱海西湖幸福閘藻水分離站，分離出的藻泥可製成有機肥料。記者劉斌 攝
在煙波浩渺的滇池邊，劉永定經常抬頭凝望，深邃的天空有他的另一個夢想。藻把他與太空緊緊相連，他時刻關注著那顆橘紅色的火星。
今年8月，美國國家航空航天局（NASA）正式向社會公開招募火星體驗者，在航天中心內建造的模擬火星基地內居住一年，為將來人類登陸火星長期生活積累經驗。這一訊息同樣引起劉永定的關注——“我們不能落後，藻的火星試驗還要加快。”
12月10日，昆明滇池，攔藻浮壩有效攔阻藻類，實施分割槽治理。記者劉斌 攝
首次火星探測任務科學目標先期研究團隊成員、中國地質大學（武漢）肖龍教授對劉永定研究員用藻改造火星的設想很認同，覺得理論上可行。肖龍認為，目前劉永定團隊試驗外太空強輻射對藻的影響很有必要，將來火星生物試驗能不能帶藻類生物上火星，這一點很關鍵。
“火星環境惡劣，而藻類的繁殖力很強，是一種優勢。另外火星上主要是二氧化碳，氧氣很少，藻會消耗二氧化碳產生氧氣為其他生物提供生存機會。”肖龍說。
12月8日，洱海甘家村採用“光催化介導”水生態修復技術治理水質。記者劉斌 攝
藻登陸火星後該如何生存？王高鴻解釋，荒漠藻生命力頑強，種類繁多，有成百上千種，要是有一種可以在火星上合適的環境裡生長髮育，可以說染綠火星的夢就成了。
“把藻送上火星，一定是可以期待的，雖然暫時沒有實施方案，但不能臨渴掘井，做任何事情都要有前瞻性。”幽默風趣的劉永定內心總是憂心忡忡，時刻關注著祝融號火星車的動態，他希望活到中國人登上火星的那一天，能用藻染綠火星。他說：“地球是人類的搖籃，但不能永遠待在搖籃裡，應該走出去。”
來源：長江日報
