风成和水成地表过程

风和流动液体对行星和卫星地表进行侵蚀、搬运和沉积，从而雕刻出沙丘、河道和沉积地貌。

Definition

风成和水成地表过程分别是指风和流动液体对物质的侵蚀、搬运和沉积，这些过程塑造了行星表面。

Scope

本主题涵盖了由行星表面流动流体驱动的渐进过程：风驱动（风成）搬运形成沙丘、沙纹、风棱石和沙尘暴，以及液体驱动（水成）过程雕刻出山谷、河道和冲积扇。它探讨了不同重力和大气条件下沉积物卷挟和搬运的物理学，并涵盖了地球上的类似现象、火星上活跃的沙丘和古老的河流网络，以及土卫六上的甲烷河流和沙丘。

Core questions

• 在不同重力和大气条件下，风和流动液体如何卷挟和搬运沉积物？
• 哪些地貌可以诊断行星上过去或现在的风和液体活动？
• 火星河道和土卫六河流揭示了哪些关于过去气候和液体的信息？
• 在流体和条件不同的世界中，这些过程有何不同？

Key theories

沉积物卷挟和跃移

当流体在表面上移动并超过阈值应力时，会抬升并弹跳颗粒，由此产生的跃移会形成沙纹和沙丘，其形态取决于重力、流体密度和颗粒大小。

水成地貌解释

河谷网络、溢流河道和冲积扇记录了流动液体过去或现在的活动，从而可以重建火星和土卫六等天体的气候和地表条件。

Mechanisms

当风或流动液体施加足够的剪切应力时，颗粒会被卷挟并通过跃移、悬浮或推移质形式搬运，然后在流速减弱的地方沉积，形成沙丘、沙纹、河道和冲积扇。其阈值和形成的形态取决于当地重力、流动流体的密度以及可用的沉积物，这些在地球、火星、金星和土卫六之间存在显著差异。

Clinical relevance

风成和水成地貌记录了行星的气候历史和过去液体的存在，使其成为重建地表条件和评估宜居性的关键证据，例如在火星上寻找古老的水。

History

巴格诺德（Bagnold）关于地球风吹沙的开创性研究，随着航天器揭示火星和金星上的沙丘以及火星上的河流网络和山谷，被扩展到其他星球。卡西尼-惠更斯号后来在土卫六上发现了广阔的沙丘场和甲烷河流及湖泊，证实了风和液体在截然不同的条件下塑造着太阳系各地的地表。

Debates

早期火星液态水的体积和持续时间

根据火星的河道和冲积扇推断，火星上液态水的流量和持续时间存在争议，这直接关系到其过去的气候和宜居性。

Key figures

• Ronald Greeley
• Ralph Bagnold
• James Iversen
• Michael Carr

Seminal works

• greeleyiversen1985
• melosh2011

Frequently asked questions

其他星球上有沙丘吗？

是的，风成沙丘在火星上很常见，金星和土卫六上也有，而且一些火星沙丘至今仍在活跃。

土卫六会下雨吗？

是的，但下的是液态甲烷而不是水；土卫六有甲烷云、甲烷雨、甲烷河流和湖泊，它们像地球上的水一样雕刻和填充其表面。