新研究揭示了雨如何重塑火星表面 2018-08-02 11:17:00

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火星上的山谷网络显示了由降雨驱动的地表径流的证据

图片来源:Elsevier史密森学会和约翰斯·霍普金斯大学最近发表的一项研究表明,火星上的大雨重新塑造了地球上的撞击坑,并在数十亿年前在其表面形成了河流般的通道

研究表明,火星大气层的变化使得雨水越来越难,这对我们在地球上看到的行星表面产生了类似的影响

火星是第四颗来自太阳的行星,具有地球和月球等地质特征,如陨石坑和山谷,其中许多是通过降雨形成的

虽然有越来越多的证据表明火星曾经有过水,但今天却没有下雨

但在这项新研究中,地质学家罗伯特·克拉多克博士和拉尔夫·洛伦兹博士表明,过去曾有降雨 - 而且它的重量足以改变地球的表面

为了解决这个问题,他们使用了地球上经过试验和测试的方法,雨水对地球表面的侵蚀作用对农业和经济产生了重要影响

火星上的山谷网络显示了由降雨驱动的地表径流的证据

“许多人已经分析了地球上降雨的性质,但没有人想过用物理学来理解早期的火星大气层,”史密森学会的克拉多克博士说

为了解火星上的降雨量如何随时间而变化,研究人员不得不考虑火星大气层是如何变化的

当火星在45亿年前首次形成时,它的气氛要比现在更大,压力更大

这种压力会影响雨滴的大小以及雨水的落下程度

在地球存在的早期,水滴会非常小,产生雾而不是雨;这不可能雕刻出我们今天所知道的星球

随着大气压力下降数百万年,雨滴变大,降雨变得足够重,可以切入土壤并开始改变陨石坑

然后水可以被引导并且能够穿过行星的表面,形成山谷

“通过使用基本的物理原理来理解大气,雨滴大小和降雨强度之间的关系,我们已经证明火星会看到一些相当大的雨滴本来能够比早期的雾更大幅度地改变表面 - 约翰·霍普金斯大学的洛伦兹博士评论说,他曾研究过土星卫星土卫六上的液态甲烷降雨,这是太阳系中除地球以外唯一的另一个世界,当时雨水落在水面上

他们很早就发现,火星上的大气压力大约为4巴(今天的地球表面为1巴),这压力下的雨滴不能超过3毫米,不会穿透土壤

但随着大气压降至1.5巴,液滴可能会越来越难以下降,切入土壤

在当时的火星条件下,如果压力与我们在地球上的压力相同,雨滴将大约7.3毫米 - 比地球上大一毫米

“当然,总有一些未知因素,例如暴风云可能升入火星大气层的程度,但我们努力将已发布的变量应用于地球上的降雨量,”Craddock博士补充道

“火星早期的降雨不太可能与我们论文中描述的大不相同

我们的研究结果为水的历史和火星上的气候提供了新的,更明确的限制

“这项新研究发表在伊卡洛斯

研究:Robert A. Craddocka和Ralph D. Lorenzb,“火星早期历史中降雨性质的变化”,Icarus,第293卷,2017年9月1日,第172-179页; doi:10.1016 / j.icarus.2017.04.013来源:Elsevier