【菜科解读】

　　

　　火星比地球小得多的原因

　　据cnBeta：我们太阳系的内行星，水星、金星、地球和火星，在某些方面都是相似的。

它们都是岩质行星，有着像地球一样坚实的表面，而且它们比气态巨行星木星和土星小得多。

但是它们在许多方面也有不同，在它们的大小、质量和大气层方面。

要了解每个星球上的情况，需要了解它们的大小和发展过程。

SlashGear近日采访了多位从事当前火星任务的科学家和工程师，揭示了对火星形成的了解。

　　火星是研究的重点，火星车和着陆器被送往那里，许多人对人类是否能在那里长期生活感兴趣，原因之一是它是我们太阳系中与地球最相似的行星。

但是行星之间的一个关键区别是它们的大小，火星大约是地球的一半大小。

这影响了那里从重力到天气的一切。

　　根据美国宇航局（NASA）的数据，火星的半径约为2106英里（或3390公里）。

但是，像地球一样，火星并不是完美的圆形。

由于它的旋转，它实际上在赤道周围有一点凸起。

　　火星形成于45亿年前。

科学家们仍在了解该行星在早期太阳系中是如何形成的，但火星是一个学习这方面知识的好地方，因为它的表面上有一些极其古老的岩石。

地球是构造活跃的，所以在几十亿年里回收岩石，而火星则不同，它没有构造活动。

这意味着它最古老的岩石停留在其表面，可供研究。

目前正在探索火星的“毅力”号探测器正计划访问靠近杰泽罗陨石坑的一些已知最古老的岩石，这些岩石被认为有40亿年的历史。

研究这些可以帮助我们更多地了解火星和其他岩质行星的形成。

　　行星是由尘埃和气体云形成的，这些尘埃和气体云围绕着像我们太阳这样的恒星旋转。

在有行星之前，有一个尘埃和气体的漩涡，在一些地方比其他地方更厚。

引力作用于这个漩涡，将其拉成团块，形成行星的基础，称为微行星。

一个微行星由于其引力而吸引了更多的物质，最终成长为一个行星。

行星的大小将取决于有多少材料可用，以及最初的尘埃和气体云有多大的块度。

　　火星比地球小的主要影响之一是它的重力不同。

那里的重力大约是地球上重力的三分之一，因为吸引事物到其表面的质量较少。

这在某些方面对探索是有用的--例如，Ingenuity直升机能够在那里飞行，部分原因是较低的重力使它更容易离开表面。

但是它在其他方面造成了问题，比如使大气层非常稀薄。

　　火星上的大气层只有地球上大气层密度的1%，而且主要由二氧化碳组成，所以对人类并不友好。

如果人类真的踏上了火星，菜叶说说，他们将需要一直穿着宇航服或呆在密封的栖息地。

由于低重力，随着时间的推移，火星的大气层已经流失到太空中。

　　这可能也是火星的水发生变化的原因。

天文学家确信，在数十亿年前，火星上曾经有过液态水，因为我们可以在火星表面的岩层中看到流动水的证据。

但是现在的火星是干燥和贫瘠的，其表面基本上没有液态水，只有两极和地表下有冰。

　　专家们仍在争论这些水到底存在了多久，以及这些水发生了什么，但一个主要的理论是，火星曾经有一个类似于地球的水循环。

地表上的水受到太阳光的照射，蒸发到大气中。

但是一旦它到达大气层并分裂成氢气和氧气，这个星球的低重力意味着一些较轻的氢气会流失到太空中。

随着时间的推移，这意味着这个星球上的水越来越少。

　　火星相对较低的质量也可能在其最奇怪和最独特的特征之一中发挥作用。

全球性的沙尘暴会周期性地覆盖整个星球。

根据NASA的说法，这些全球沙尘暴每隔几年就会发生一次，迄今为止只在火星上观察到。

火星是太阳系中灰尘最多的地方，由于引力低，这些小颗粒很容易被风吹起

　　科学家们仍然不确定沙尘暴是如何在整个星球上蔓延的，但是"毅力"号探测器上的气象仪器正在研究那里的天气，试图了解更多。

而火星的大小和发展的故事不仅是一个历史问题，因为它直接影响到现在的探索。

火星上的灰尘可能是探索火星的主要障碍之一，因为灰尘会损坏脆弱的电子设备并覆盖太阳能电池板，就像2018年失去通讯的火星车"机遇号"所发生的那样。

　　如果科学家们想在未来更多地探索火星，将需要找到方法来解决一些问题，如如何设计能够应对灰尘的探测器，以及如何建造能够保证宇航员在那里安全的宇航服。

好诡异的景象！科学家：土卫六上存在“慢速推进的巨浪”

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同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪，却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 麻省理工学院（MIT）博士生 Una Schneck 等人，近日在《地球物理研究：行星（Journal of Geophysical Research: Planets）》杂志上刊发表了一篇文章，称他们开发了一个名叫“行星波浪（PlanetWaves）”的新模型，可以精确描述地球之外天体表面液体形成的波浪形态。

据称该模型综合考虑了行星的气压和液体的特性，包括其密度、粘度和表面张力——这些参数能够量化波浪在形成过程所受到的阻力——而非仅考虑行星的引力。

研究人员发现，在地球以外的天体表面，波浪的形态和强度可能与地球迥然不同。

仅够地球泛起涟漪的微风，在土星的卫星土卫六（Titan）表面，却能掀起高达3米的巨浪。

同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪，却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 研究人员称，人们可能已经习惯了地球上特定的波浪形态，但通过这个模型，我们可以非常直观地看到在不同的液体、不同的大气和不同的引力条件下波浪运动方式的差异，而这种差异很可能会挑战我们的直觉。

土卫六是迄今为止已知地球以外唯一一个表面存在大量液态物质的天体。

但土卫六表面的液体并不是水，而是油性的甲烷、乙烷等碳氢化合物（烃类物质）。

这些物质只在-179℃的极寒环境中才保持液态。

但是迄今为止事实上没有人直接看到过土卫六表面的这些湖泊或海洋，要想知道那里会产生什么样的波浪，只能靠模拟。

研究人员通过模拟发现，由于土卫六的引力仅为地球的14%，其湖泊或海洋中液体的密度较低，且更易流动，因此仅够地球泛起涟漪的微风，也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我们站在土卫六的海边，可能会看到这样一幕超现实主义的景象：尽管迎面而来的只是轻柔的微风，海中却已掀起巨大的波浪——更让人感觉诡异的是，这些巨浪却在以非常慢的速度缓缓移动，其推进的速度像是慢镜头。

由此也引出了另一个让人好奇的谜——在地球上，海浪的长期拍打，会对海岸构成严重侵蚀——那么在土卫六上，这些“巨浪”是否也有同样的能力？ 如果我们将地球和土卫六进行比较，会发现在地球表面，河流入海口通常有所谓的“三角洲（Delta）”；

但在土卫六上，尽管也有河流和海岸线，却几乎看不到类似三角洲的地貌。

这种差异是否与波浪的差异有关？ 了解这种差异，也有助于工程师设计出能够在土卫六湖泊或海洋表面漂浮的探测器。

这样的探测器必须能够承受“当地”海浪的冲击。

此外，尽管火星表面现在已经没有液态水，但在几十亿年前，却并非如此。

通过该模型，研究人员发现， 当时仅需较小的风力，就可在液态水的表面掀起波浪；

而随着火星大气层的逐渐散失，其表面气压和温度下降，在此过程中产生波浪所需的风力也越来越强。

在太阳系以外，行星 LHS 1140b 位于宜居带，它的密度表明其有高达 19% 的含水量。

LHS 1140b 是一颗“超级地球”，其引力比地球强得多。

那里如果有海洋，那么在相同风速下产生的海浪要比地球上小得多。

一个更为奇异的范例可能是 Kepler-1649b——这颗酷热的系外行星，其引力强度与地球相近，且大气环境可能与金星差不多——富含大量硫酸。

如果 Kepler-1649b 表面存在硫酸湖，那么由于硫酸的密度是液态水的两倍，若要在其湖面上掀起硫酸的涟漪，所需的风力要比在地球上强得多。

而巨蟹座 55e（55 Cancri e）表面则可能覆盖着熔岩湖。

熔岩的黏性非常大，与此同时这颗行星的引力也比地球强，所以要在这些熔岩湖表面掀起涟漪，则需要时速近 130 千米的狂风。

土卫六。

NASA / JPL-Caltech 参考 Waves hit different on other planets https://news.mit.edu/2026/waves-hit-different-on-other-planets-0416 Modeling Wind-Driven Waves on Other Planets: Applications to Mars, Titan, and Exoplanets https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JE009490

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