好詭異的景象！科學(xué)家：土衛(wèi)六上存在“慢速推進(jìn)的巨浪”

微風(fēng)即可在土衛(wèi)六上激起巨浪，但推進(jìn)速度極慢。

同樣的微風(fēng)可以在土衛(wèi)六表面激起巨浪，卻僅夠在地球上泛起漣漪。Schneck / Ashton et al.

麻省理工學(xué)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）》雜志上刊發(fā)表了一篇文章，稱他們開(kāi)發(fā)了一個(gè)名叫“行星波浪（PlanetWaves）”的新模型，可以精確描述地球之外天體表面液體形成的波浪形態(tài)。據(jù)稱該模型綜合考慮了行星的氣壓和液體的特性，包括其密度、粘度和表面張力——這些參數(shù)能夠量化波浪在形成過(guò)程所受到的阻力——而非僅考慮行星的引力。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在地球以外的天體表面，波浪的形態(tài)和強(qiáng)度可能與地球迥然不同。 僅夠地球泛起漣漪的微風(fēng)，在土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六（Titan）表面，卻能掀起高達(dá)3米的巨浪。

同樣的微風(fēng)可以在土衛(wèi)六表面激起巨浪，卻僅夠在地球上泛起漣漪。Schneck / Ashton et al.

研究人員稱，人們可能已經(jīng)習(xí)慣了地球上特定的波浪形態(tài)，但通過(guò)這個(gè)模型，我們可以非常直觀地看到在不同的液體、不同的大氣和不同的引力條件下波浪運(yùn)動(dòng)方式的差異，而這種差異很可能會(huì)挑戰(zhàn)我們的直覺(jué)。

土衛(wèi)六是迄今為止已知地球以外唯一一個(gè)表面存在大量液態(tài)物質(zhì)的天體。但土衛(wèi)六表面的液體并不是水，而是油性的甲烷、乙烷等碳?xì)浠衔铮N類物質(zhì)）。這些物質(zhì)只在-179℃的極寒環(huán)境中才保持液態(tài)。

但是迄今為止事實(shí)上沒(méi)有人直接看到過(guò)土衛(wèi)六表面的這些湖泊或海洋，要想知道那里會(huì)產(chǎn)生什么樣的波浪，只能靠模擬。

研究人員通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，由于土衛(wèi)六的引力僅為地球的14%，其湖泊或海洋中液體的密度較低，且更易流動(dòng)，因此僅夠地球泛起漣漪的微風(fēng)，也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我們站在土衛(wèi)六的海邊，可能會(huì)看到這樣一幕超現(xiàn)實(shí)主義的景象：盡管迎面而來(lái)的只是輕柔的微風(fēng)，海中卻已掀起巨大的波浪——更讓人感覺(jué)詭異的是，這些巨浪卻在以非常慢的速度緩緩移動(dòng)，其推進(jìn)的速度像是慢鏡頭。

由此也引出了另一個(gè)讓人好奇的謎——在地球上，海浪的長(zhǎng)期拍打，會(huì)對(duì)海岸構(gòu)成嚴(yán)重侵蝕——那么在土衛(wèi)六上，這些“巨浪”是否也有同樣的能力？

如果我們將地球和土衛(wèi)六進(jìn)行比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)在地球表面，河流入海口通常有所謂的“三角洲（Delta）”；但在土衛(wèi)六上，盡管也有河流和海岸線，卻幾乎看不到類似三角洲的地貌。這種差異是否與波浪的差異有關(guān)？

了解這種差異，也有助于工程師設(shè)計(jì)出能夠在土衛(wèi)六湖泊或海洋表面漂浮的探測(cè)器。這樣的探測(cè)器必須能夠承受“當(dāng)?shù)亍焙＠说臎_擊。

此外，盡管火星表面現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有液態(tài)水，但在幾十億年前，卻并非如此。通過(guò)該模型，研究人員發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)時(shí)僅需較小的風(fēng)力，就可在液態(tài)水的表面掀起波浪；而隨著火星大氣層的逐漸散失，其表面氣壓和溫度下降，在此過(guò)程中產(chǎn)生波浪所需的風(fēng)力也越來(lái)越強(qiáng)。

在太陽(yáng)系以外，行星 LHS 1140b 位于宜居帶，它的密度表明其有高達(dá) 19% 的含水量。LHS 1140b 是一顆“超級(jí)地球”，其引力比地球強(qiáng)得多。那里如果有海洋，那么在相同風(fēng)速下產(chǎn)生的海浪要比地球上小得多。

一個(gè)更為奇異的范例可能是 Kepler-1649b——這顆酷熱的系外行星，其引力強(qiáng)度與地球相近，且大氣環(huán)境可能與金星差不多——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態(tài)水的兩倍，若要在其湖面上掀起硫酸的漣漪，所需的風(fēng)力要比在地球上強(qiáng)得多。

而巨蟹座 55e（55 Cancri e）表面則可能覆蓋著熔巖湖。熔巖的黏性非常大，與此同時(shí)這顆行星的引力也比地球強(qiáng)，所以要在這些熔巖湖表面掀起漣漪，則需要時(shí)速近 130 千米的狂風(fēng)。

土衛(wèi)六。NASA / JPL-Caltech

參考

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