好詭異的景象！科學家：土衛六上存在“慢速推進的巨浪”

微風即可在土衛六上激起巨浪，但推進速度極慢。

同樣的微風可以在土衛六表面激起巨浪，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）》雜志上刊發表了一篇文章，稱他們開發了一個名叫“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。據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——這些參數能夠量化波浪在形成過程所受到的阻力——而非僅考慮行星的引力。

研究人員發現，在地球以外的天體表面，波浪的形態和強度可能與地球迥然不同。 僅夠地球泛起漣漪的微風，在土星的衛星土衛六（Titan）表面，卻能掀起高達3米的巨浪。

同樣的微風可以在土衛六表面激起巨浪，卻僅夠在地球上泛起漣漪。Schneck / Ashton et al.

研究人員稱，人們可能已經習慣了地球上特定的波浪形態，但通過這個模型，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動方式的差異，而這種差異很可能會挑戰我們的直覺。

土衛六是迄今為止已知地球以外唯一一個表面存在大量液態物質的天體。但土衛六表面的液體并不是水，而是油性的甲烷、乙烷等碳氫化合物（烴類物質）。這些物質只在-179℃的極寒環境中才保持液態。

但是迄今為止事實上沒有人直接看到過土衛六表面的這些湖泊或海洋，要想知道那里會產生什么樣的波浪，只能靠模擬。

研究人員通過模擬發現，由于土衛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，因此僅夠地球泛起漣漪的微風，也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我們站在土衛六的海邊，可能會看到這樣一幕超現實主義的景象：盡管迎面而來的只是輕柔的微風，海中卻已掀起巨大的波浪——更讓人感覺詭異的是，這些巨浪卻在以非常慢的速度緩緩移動，其推進的速度像是慢鏡頭。

由此也引出了另一個讓人好奇的謎——在地球上，海浪的長期拍打，會對海岸構成嚴重侵蝕——那么在土衛六上，這些“巨浪”是否也有同樣的能力？

如果我們將地球和土衛六進行比較，會發現在地球表面，河流入海口通常有所謂的“三角洲（Delta）”；但在土衛六上，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？

了解這種差異，也有助于工程師設計出能夠在土衛六湖泊或海洋表面漂浮的探測器。這樣的探測器必須能夠承受“當地”海浪的沖擊。

此外，盡管火星表面現在已經沒有液態水，但在幾十億年前，卻并非如此。通過該模型，研究人員發現， 當時僅需較小的風力，就可在液態水的表面掀起波浪；而隨著火星大氣層的逐漸散失，其表面氣壓和溫度下降，在此過程中產生波浪所需的風力也越來越強。

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

一個更為奇異的范例可能是 Kepler-1649b——這顆酷熱的系外行星，其引力強度與地球相近，且大氣環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水的兩倍，若要在其湖面上掀起硫酸的漣漪，所需的風力要比在地球上強得多。

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，與此同時這顆行星的引力也比地球強，所以要在這些熔巖湖表面掀起漣漪，則需要時速近 130 千米的狂風。

土衛六。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