地球、火星和金星的比较行星学：轨道偏心率变化是冷暖转变的主要原因
吉林大学：杨学祥，杨冬红
火星大气稀薄和气候变冷的原因
有研究认为，火星因为体积过小，内部冷却过快，并缺乏磁场（至少在35亿年前可能已经消失），太阳高能质子以及银河系和太阳的高能宇宙射线可以横冲直撞地冲击火星的表面和次表面，吹走火星大气，并杀死星球上的生命。火星上的大气层不断减少，温室效应随之下降，流水也悉数冻结。这只是原因之一。
据《科学》杂志报道，研究人员发现了更多证据，证明我们的星球在42亿年前，即地球形成3.5亿年后就有一个强大的磁场，这比之前认为的要早7.5亿年。磁场会给地球套上保护罩，保护大气层不被太阳的高能粒子穿透，还能帮助生命站稳脚跟。
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/1/352985.shtm
通过比较行星学我们发现，金星有磁场，但是比地球的微弱。这个磁场是由电离层和太阳风相互作用诱导，而不是像地球这样，由行星内部的发电机产生。金星微弱的磁场对大气层提供的保护不足以抵抗宇宙射线的辐射。
由于金星电离层与太阳风相互作用，金星有磁层，磁层顶在1.1信金星半径处(而地球磁层顶在10倍地球半径处),做层内有来自太阳风和金星大气的等离子体。
金星磁场是指金星上存在的弱磁场。它在赤道处的磁场至多为地球磁场的11000 (小于O 00033高斯); 金星的偶极磁矩小于10"高斯.厘米”，即不到地球磁用i (7.9x10"高斯.厘米”) 的1/1000 (1高斯=10 ‘特)。
https://baike.sogou.com/v166848529.htm?fromTitle=%E9%87%91%E6%98%9F%E7%A3%81%E5%9C%BA
在金星上会有很强烈的磁场，但是这种磁场还要比地球的弱一些。因为这种磁场的产生是由于电离子与太阳风之间出现了相互作用所导致。与地球上的磁场完全不同，地球上的磁场能够保护大气层，而金星上的磁场无法去保护大气层，也不能抵抗宇宙中的辐射。
https://m.tanmizhi.com/html/26588.html
通过地球、火星和金星的比较行星学，问题来了：金星磁场比地球磁场弱，为什么金星却有浓密的大气？ 这是一个重大的科学疑问，科学主流至今未给出合理的解释。
轨道偏心率变大导致行星大气丢失气温变冷
我们在2006年撰文指出， 大气层对行星具有保温作用。当轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时，太阳风和太阳辐射将一部分大气物质吹走，形成背光的“气尾”；当行星向远离太阳的方向运动时，“气尾”收缩。行星每靠近太阳一次，就失掉相当多的大气质量。
近日行星中，水星与火星的轨道偏心率最大，分别为0.206和0.093，地球的偏心率为0.017，金星的偏心率为0.007。近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比，因此，近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失比较多，大气非常稀薄。大气层可以保持地表的气温，大气的流失降低地表气温，这是10万年冰期周期与地球轨道偏心率10万年变化周期对应的原因，地球轨道偏心率变化范围为0.017~0.067，在偏心率最大时对应冰期的出现。强磁场对大气也有保护作用。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-436350.html
米兰科维奇循环的天文冰期理论：火星目前处于轨道偏心率较大的大冰期时期，地球处于轨道偏心率较小的间冰期时期，金星处于轨道偏心最小的极热期时期。
轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时产生的大气丢失，是冰期产生的根本原因。大气稀薄也是与冰期伴随的生物灭绝的原因。而地球的是10万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环）
在八大行星中金星的轨道最接近圆形，偏心率最小，仅为0.006811。火星和地球10万年后也有可能变为金星目前状态，目前没有成为金星目前状态的可能。
金星极端大气可能跟金星轨道偏心率变小有关
据外媒报道，金星的极端大气可能是跟气态巨行星木星在远古时期的碰撞有关，该碰撞可能从根本上改变了金星的轨道并导致其大量的水储备流失。近日，一篇新的研究论文描述了木星在遥远过在太阳系中移动时的引力影响是如何让金星走上成为我们今天看到的不适宜居住的星球道路的。
轨道的偏心度或圆度是以0到1的刻度来测量的。轨道偏心率为0就意味着这颗行星的轨道完全是圆的。相反，如果一个世界的轨道偏心值为1，它就会简单地把自己弹射到太空中去。据悉，金星的偏心率为0.0006（？0.0068），是太阳系中最圆的，而地球的偏心率为0.0167。
模型显示，大约10亿年前，木星的轨道离太阳更近，而此时金星的偏心轨道为0.3，根据研究人员的说法，这将使它成为一颗更适合居住的行星。
然而，当这颗气态巨星向外移动时，它强大的引力干扰了金星迫使其进入一个更圆的轨道。在这个轨道强迫碰撞期间，潮汐加热和其他过程可能导致行星周期性的加热和冷却发生。
研究小组认为，偏心率的变化可能加速了金星的大气演化并导致其失去了大量的水分。这反过来会导致失控的温室效应从而使这颗星球的表面不再适合居住。
虽然金星跟地球的进化史截然不同，但它仍可能成为生命的寄主。
https://www.cnbeta.com/articles/science/1035783.htm
我们的研究表明，金星的偏心轨道从0.3变为0.0068，是金星从雪球变为火球的主要原因。
火星变冷可能跟火星轨道偏心率变大有关
火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷，遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石，没有稳定的液态水。根据观测的证据，火星被观察到类似地下水涌出的现象，南极冰冠有部分退缩，雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。
火星自转轴倾角为25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大约为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分，2010年5月13日为夏至，北半球处春季。
火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9.6万年和210万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是10万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环），火星与地球最短距离正慢慢减小。
结论
40亿年火星由暖变冷的历史表明，约在40多亿年前，火星确确实实是一个拥有孕育生命的适宜环境的星球。在那时，火星上曾经有过湖泊和河流，留下了多诸如河床、冰川遗迹、鹅卵石等地表水的证据，最近还发现了约为108-48百万年的沉积岩。这说明火星曾是一颗不折不扣的流水行星，这为孕育生命提供了可能。这一时期与火星轨道偏心率较小相对应。
然而，火星却因为体积过小，内部冷却过快，并缺乏磁场（至少在35亿年前可能已经消失），以及轨道偏心率逐渐变大，太阳高能质子以及银河系和太阳的高能宇宙射线可以横冲直撞地冲击火星的表面和次表面，吹走火星大气，并杀死星球上的生命。
火星轨道偏心率逐渐变大，火星上的大气层不断减少，温室效应随之下降，流水也悉数冻结。在38-31亿年前，火星上还有着厚冰覆盖的湖泊；31-15 亿年前，在多孔岩石的内部还存留着一些液态水；而从15亿年开始，火星地表的液态水就全部消失了。
我们的研究表明，金星的偏心轨道从0.3变为0.0068，是金星从雪球变为火球的主要原因。相反， 火星的偏心轨道从0.002变为0.093，是火星从水球变为冰球的主要原因。这是长周期变化趋势。
行星短周期轨道偏心率变化是冰期和间冰期交替的原因：火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9.6万年和210万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是10万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环）。
在八大行星中金星的轨道最接近圆形，偏心率最小，仅为0.006811。火星和地球10万年后也有可能变为金星目前状态，10万年之前没有成为金星目前状态的可能。
参考文献
1.杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48
2.杨冬红，杨学祥，刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006，21（3）：
1023-1027
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/1/352985.shtm
金星4大怪,原因至今未解：金星自转为什么那么慢（磁场原因）
来源：探秘志 2021年04月30日
金星与太阳离得非常近，但是在金星上却有很多奇怪的地方，金星与太阳系是邻居，但是在金星上有很大的谜团，至今都没有解释。第一就是在金星上一年和一天基本上是相同的，第二个怪异的现象就是金星表面的温度非常高。第三种怪异的现象是在金星上会有暴风出现。第四种怪异的现象就是在金星上会有磁场。
一年相当于一天
在金星上居住一天，相当于在地球上居住243天，由此可见，地球的转动次数与金星的转动次数是不同的。在金星上面，一年里包含224天的地球日，为什么金星自转那么慢呢，这其实和金星的磁场有关系。此外因为金星非常特殊，在金星上面有火山，金星上火山的数量要比地球以及其他星球多很多。现代科技比较发达，天文学家能够通过仪器进行观察，在金星的表面上超过1600个火山。
二、金星温度高
由于金星上有很多火山，所以温度也会随之增高。从科学角度进行分析，在金星上有大气层，而这大气层里面含有很多二氧化碳，造成金星表面升高，也是由于二氧化碳过多所导致。金星上温度能够达到470度。金星从表面看就像是一个大火球，但是如果想要登上金星，那么会非常困难，这一个谜团至今未解，也是非常怪异的现象。
三、金星上有暴风
金星是一个非常漂亮的星球，通过高科技仪器进行观察，金星就像是一个大火球，在金星上会有暴风出现，因为通过观察看到了暴风的漩涡。这种暴风的速度在每个小时724km左右，即使是地球上的龙卷风，也无法与金星上的暴风相比较。觉得金星与地球有相同的构造，但是在金星上却有很多怪异并且无法解释的现象。人类可以居住在地球上，但是却无法居住在金星上。
四、金星磁场
在金星上会有很强烈的磁场，但是这种磁场还要比地球的弱一些。因为这种磁场的产生是由于电离子与太阳风之间出现了相互作用所导致。与地球上的磁场完全不同，地球上的磁场能够保护大气层，而金星上的磁场无法去保护大气层，也不能抵抗宇宙中的辐射。
https://m.tanmizhi.com/html/26588.html
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自杨学祥科学网博客。
链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-2277-1297277.html?mobile=1
收藏
