行星科学研究所的天体生物学家戴维·格里普森(David Grinspoon)说,“火星上的学生们学到的肯定跟地球上的不一样。”
就像地球一样,火星也会在其北半球的夏季也就是南半球的冬季朝着寒冷的外太阳系移动。但是因为火星的移动幅度要大得多,阳光的急剧减少造就了火星上较温和的北半球夏季和寒冷的南半球冬季。之后,火星靠近太阳,带来了温暖的北半球冬季和炎热的南半球夏季。
亚利桑那州立大学的行星科学家坦尼亚·哈里森(Tanya Harrison)在谈到火星南半球夏季时说:“这就像是从篝火上方的安全距离慢慢地烤着你的棉花糖,然后突然靠近火焰,将棉花糖快速烤成焦糖。”
简而言之,这个星球戏剧性的公转轨道缓和了北半球季节的交替,但却加剧了南半球不同季节间的气温变化。
这种效果如此明显,甚至通过望远镜就能看得到。比如,这颗红色星球的极地冰盖在冬季生长,在夏季缩小。但由于南半球冬季比北半球冬季更加极端,南极冰盖的增长速度是北极冰盖的两倍多。
另一方面,火星上南半球炙热的夏季会产生强烈的风,将尘土从地面卷起,吹到大气中,甚至引发一些规模越来越大的沙尘暴,笼罩着整个星球,就像目前威胁美国宇航局“机遇号”探测器的沙尘暴一样。
更重要的是:这种被压扁的轨道不仅导致季节强度不对称,而且长度也不同。当一颗行星运行到其轨道的最外层边缘时,它的速度将显著减慢。然后,当它开始向太阳靠近时会加速移动。这意味着虽然火星南半球的夏季非常炙热,但要比北半球夏季短约30天。
图:火星的北极冰盖在冬天生长,在夏天收缩,但没有南方那么显著
火星上季节的变化仍然并没有那么剧烈。
麻省理工学院的天文学家理查德·宾泽尔(Richard Binzel)说:“在火星上能够比在地球上更明显地感觉到轨道距离的变化,但是要是在冥王星上,情况会更糟。”
这颗矮行星的轨道甚至比火星的轨道更平坦,导致阳光变化率高达64%。也就是说,在冥王星按其轨道绕太阳运行的一个将近250年的公转周期里,它最接近太阳的时间是它的春秋两季,此时阳光增加带来的影响要比夏天更小。但情况并非总是如此,由于太阳系永恒时间中行星的变化,冥王星最接近太阳的时点也在逐渐变化。
就在不到一百万年前,冥王星在其北方的夏季靠近太阳。这两种效应共同创造了一个“超级季节”,气候如此温暖,以至于甲烷和氮气的液体可以在冥王星寒冷的地面上流淌。 “这对冥王星来说是非常炎热的一天,”宾泽尔博士说,“2015年,NASA的“新视野号”探测器在探测火星时发现了这些水流的痕迹。”
虽然这个星球在过去的约90万年里已经降温,但在接下来的90万年里,它将迎来另一个超级季节,届时南半球将在其最靠近太阳的位置向太阳移动。
地球的轨道,终有一天也会改变。虽然目前我们的星球最接近太阳的时点发生在北方的冬季,但随着时间的推移,这个时点在逐渐变化。大约一万年后,地球最接近太阳的时点将出现在北半球的夏季。
但是考虑到地球相对圆形的轨道,地球上永远不会出现像冥王星上那样的超级季节或者像火星上那样的极端不对称季节。相反,我们的星球将保持相对稳定,这一特征更有利于生命存续。(Vicky)