在原始火星上，雨下得究竟有多大？

      很久很久以前（准确来说是37亿年前），火星上是下雨的。事实上，那时的火星表面存在足够的液态水来创造巨大的峡谷网络和满溢的盆地湖，但这种情况并没能持续太久，这颗可怜的星球就失去了自己的大气层，变成了一片永冻的废土。

      在地质证据的基础上，科学家确信原始火星有降雨。具体降雨量是多少呢？罗伯特·克拉多克（史密森学会）和拉尔夫·洛伦斯（约翰霍普金斯大学应用物理实验室）对火星的过去进行了一次有趣的研究，以探索火星上的降雨量是如何随时间变迁的，以及降雨对火星地表究竟有多大的影响。

      让我们对雨滴受力分析：雨滴受到两个力作用，向下的重力和向上的空气阻力。大气越厚，空气阻力就越大，雨滴就下落的越慢，雨滴本身也越小。那是因为当下落的雨滴变得更大的时候，空气动力学的阻力使雨滴底部变平，直到雨滴变成像汉堡包的圆面包一样的形状。若雨滴变得更大时，它就会进而变形成一个雨伞的形状，直到被大气的阻力分解。

      团队计算了雨滴的可能达到的最大体积和最大速度，和在0.5-10巴（1巴是地球海平面处的大气压强）的大气压强下的降雨强度，这个压强范围包括了科学家提出的各种可能的火星环境。

      从火星土壤吸水能力出发，克拉多克和洛伦斯认为火星大气压强超过4巴时，降雨强度跟雾差不多——远不足以造成雨水侵蚀。但由于火星在几千年间失去了大气层，雨滴得以变得更大，最大直径约7.5mm，比地球的雨滴直径大1mm。并且落地更重——达到了毛毛雨的级别。大气压强在1.5巴时降雨强度达到最佳状态，与陆地风暴相当——然而，火星上更大的雨滴和更慢的雨滴速度使其陆地风暴强度只能达到地球的70%。

       计算结果表明，火星的历史上可能存在一个简短的时期，降水会引起严重的土地侵蚀。这个推理是合理的：火星纵深的峡谷网络形成于37亿年前，也是在这个时候，火星的大气层开始悄悄变薄。2012年，研究人员也发现，在200多个火星盆地湖中，只发现了有限的与水相关的矿物质转变迹象，这表明火星上的湖泊并没有持续很长时间。

      克拉多克和洛伦斯继续说，他们对雨的强度随时间变化的预测与火星上的陨石坑侵蚀模式的变化是一致的——Noachian时期（4.1至3.7亿年前）陨石坑侵蚀较少，而 Hesperian时期（3.7至3.3亿年前）侵蚀较多。但是很多其他的因素也加速了火星上陨石坑的侵蚀，尤其是火山活动：上文提到的2012年研究还发现，在所有作为调查对象的火星盆地湖中，超过40%已经被火山活动改变了地貌，而火山活动在 Hesperian时期特别活跃。

      我们对火星降水与火山口腐蚀之间的关系仍应该持半信半疑的态度。然而不得不承认，对火星过去降水的研究是个令人愉快的课题。