土卫六存在"幽灵湖泊"：不是普通雨水，而是液态甲烷

来源：新浪探索

导读

人们可以想象一下：一颗神秘的星球上，天降雨水汇聚在湖泊和池塘中，会渗入周围的岩石，逐渐蒸发消失，只有再次降雨才能出现短暂的湖泊。这种“幽灵湖泊和洞穴”仅存在于土卫六，这颗星球降落的不是普通雨水，而是液态甲烷。

当卡西尼号探测器首次观测到“幽灵湖泊”时，发现3个似乎充满液体的湖泊，但当探测器再次返回该区域时，湖泊已经干涸。观测显示这些液体要么蒸发消失，要么渗透至周边区域

两篇最新研究报告证实土卫六表面存在这种怪异的无水“水循环系统”，两支独立研究团队对卡西尼号任务的观测数据进行了深入分析。2017年9月，卡西尼号探测器完成使命任务，最终以极超音速坠入土星大气层，几分钟后化为灰烬。该探测器曾飞越土星100多次，在飞行过程中收集了土卫六的重要观测数据。

其中部分观测结果向科学家们展示了一些非同寻常的东西：他们首次观测到土卫六表面存在液体，而不仅仅是液体残留的特征。美国宇航局喷气推进实验室行星科学家罗莎莉·洛佩斯说：“土卫六是地球之外唯一一颗表面存在液体的星球，我们的同事喜欢将土卫六称为太阳系的第二颗地球。”

研究报告作者、约翰霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家香农·麦肯齐说：“土卫六是太阳系中最有趣的一颗卫星，一些专家或许持不同观点，但这是我的真实想法。这并不意味着土卫六具有液态水存在的直接证据，可能会有一些间接证据。”

香农研究分析了一个潜在的间接证据：当卡西尼号探测器首次观测到“幽灵湖泊”时，发现3个似乎充满液体的湖泊，但当探测器再次返回该区域时，湖泊已经干涸。观测显示这些液体要么蒸发消失，要么渗透至周边区域。

香农和她的同事认为，这些“幽灵湖”可能是土卫六季节性变化的证据，卡西尼号两次观测该区域的时间间隔为7个地球年，在此期间土卫六北半球从冬季过渡至春季。

但事实上情况并没有那么简单，因为这两次观测是采用不同仪器进行的。卡西尼号探测器的任务是基于雷达仪或者可视、红外相机收集数据，但并非同时使用可视和红外相机，在探测器首次飞越土卫六表面时，由于该区域光线太暗，无法使用相机拍摄。

因此香农和她的同事不得不将勘测仪器的变化作为一个潜在变量考虑在内，她仍然相信这两次观测中存在一些变化，很可能是液体曾经存在，之后又消失了，或许这项研究能够证实土卫六表面潜在着生命迹象。

香农说：“如果我们开始研究土卫六表面最新识别的物质，这将是非常有趣的。因为土卫六表面的沉积物对生物起源前的化学过程是非常重要的。”

尽管香农仅聚焦观察了3个似乎已经消失的小湖泊，但是卡西尼号在对该地区的观测中，发现很多湖泊依然存在。近日发表的第二篇研究报告中，科学家使用雷达数据研究了几个更大面积的湖泊。

2017年4月，在卡西尼号探测器最后一次飞越土卫六期间，它采用测高法收集了一组特殊数据，该方法可用于测量不同物质的高度。美国加州理工学院行星科学家马可·马斯特罗朱塞佩使用类似的数据测量了土卫六表面的海洋深度，这些海洋的液体体积要大得多。

马斯特罗朱塞佩和他的同事发现100多米深的湖泊，并确定湖泊底部主要成分是液态甲烷。他说：“从本质上讲，这些湖泊的成分非常类似该卫星的海洋，我们猜测土卫六海洋主要来源于降水和湖泊水量下渗，一些湖泊似乎干涸，实际上是水量下渗转移至海洋。”

这项研究表明，在土卫六表面之下，可能存在类似地球的特征：地下洞穴。在地球上，许多地下洞穴是由水溶解周围石灰岩等周围岩石形成的，最终残留类似喀斯特的地形，其主要特征是存在泉水、含水层、洞穴和天坑。

研究土卫六湖泊区域的科学家认为，他们观测到类似喀斯特地形的地貌特征。他们并未发现连接所有不同液态水的通道，这就是为什么马斯特罗朱塞佩和其他同事猜测一些液体可能渗入周围地形，这与地球上的喀斯特地形非常相似。

洛佩斯说：“土卫六确实是一颗地质学上与地球相似的星球，而研究液体和地质学之间的相互作用是我们之前从未真实做到的。”

当然，对一颗从未被聚焦勘测的星球，研究这些相互作用存在一定困难。洛佩斯说：“我们一直在讨论机器人探测器是否能执行任务，它们可能钻进入月球和火星的熔岩管和洞穴。未来我们能不能派遣这样的机器人进入外星球岩管和洞穴，观察里面究竟有什么？”

像这样的任务可能不会很快实现，但是美国宇航局正在认真考虑一个叫做“蜻蜓”的太空任务，该任务计划将一架无人机降落在土卫六表面。如果该计划获批，将于2025年发射，9年之后抵达土卫六表面，同时，如果美国宇航局不选择“蜻蜓”任务，很可能会出现另一个概念任务。目前这两项研究报告发表在4月15日出版的《自然·天文学》杂志上。（叶倾城）