泰坦星存在极深液态湖和奇异水文循环系统被证实

这张是“卡西尼号”拍摄的一张近红外彩色照片，显示了泰坦星北极海面上闪耀的太阳。

土卫六，又称为泰坦星（Titan），是土星最大的卫星，也是太阳系中除地球外，人类已知的唯一表面有稳定液体的行星体。据美国“科学日报网”（ScienceDaily.com）4月16日消息称，《自然·天文学》杂志4月15日刊发的一篇研究论文报道，美国航空航天局（NASA）的“卡西尼号”飞船在2017年最后一次飞越泰坦星时所收集到的雷达数据首次证实其北半球的小型液态湖出奇地深——超过300英尺（100米）——它们坐落在山顶上，充满了液态甲烷。这项研究成果公布了一系列关于泰坦星上的液态甲烷是如何降雨、蒸发以及渗透到其内部的最新信息。

科学家们已经知道泰坦星上的水文循环系统与地球相似，但是两者之间的一个主要区别是：前者海洋中被蒸发形成云和雨的不是水，而是全部是液态的甲烷和乙烷。虽然科学家们之前已经知道，泰坦星北部面积更辽阔的海域中充满了甲烷，但是这次发现北部较小的湖泊中也主要是甲烷，却是一个意外。此前，他们利用“卡西尼号”的观测数据对其南半球唯一的大型湖泊安大略-拉库斯湖（Ontario Lacus）进行了探测。他们发现其液态混合物中甲烷和乙烷比例的大致相同。

根据负责“卡西尼号”的另一位科学家、该论文的共同作者之一、美国康奈尔大学（Cornell University）Jonathan Lunine的说法，泰坦星除了具有由异星物质雕刻而成的、类似地球地貌的奇特之处以外，其北半球一侧的水文状况与另一侧完全不同，也是一大奇观。

具体说来，泰坦星的东面是海拔很低的辽阔海洋，其中有峡谷和岛屿；西面遍布着小型湖泊——最新的测量结果显示，这些湖泊坐落在高山和高原之上。雷达传回的测量结果也证实了之前的发现，即这些湖泊远高于海平面。不过，它们让人联想起一幅新的地貌景像，就好像高出周围景观数百英尺的台地或岩丘，其顶部是极深的液态湖泊。西面的湖泊虽然很小——只有几十英里宽——但是却非常深。这一事实也让科学家们对它们的地质历史有了新的认识：这是迄今为止最好的证据，表明它们很可能是在周围的冰基岩和固态有机物发生化学溶解和崩塌时形成的。

除了对泰坦星深湖的研究，《自然·天文学》上的第二篇论文还帮助解开了关于泰坦水文循环系统的更多谜团。研究人员在“卡西尼号”的数据中揭露出一种被他们所称的“瞬时湖泊”（transient lake）的水体。来自雷达和红外线观测数据的若干研究结果集合似乎表明，它们的液位曾发生了显著变化。该论文的第一作者、美国约翰·霍普金斯应用物理实验室（Johns Hopkins Applied Physics Laboratory）的行星科学家Shannon MacKenzie指出，对此最合理的解释是，这些液体的表面会发生一些季节性的变化。她说：“一种可能性是，这些湖泊的瞬时特征可能是那些深度较浅的液体在季节变迁的过程中蒸发并渗透到地下。”

以上这些关于泰坦深湖的研究结果和《自然·天文学》的论文公布的发现，支持了这样一种观点，即碳氢化合物雨在滋养了这些湖泊后，湖泊蒸发回到大气中，或者排入地下，从而形成了低海拔地区的液体储池。

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编译：朱明逸  

审稿：西莫 

责编：唐林芳 

期刊来源：《自然·天文学》

期刊编号：2397-3366

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190416143550.htm

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