卡西尼号发现外星海洋马赛克

美国宇航局和欧洲航天局联合研制的卡西尼号太空探测器在探测土星及其卫星时，发现了土卫六北极周围存在着奇特的液态甲烷湖泊和海洋。参与卡西尼号任务的科学家描述了一个奇怪的矩形大海洋区域，这是探测器上的成像仪器发现的。

新图片中显示的两片海洋的特点是细长的湖泊和海洋，由细长的半岛连接。这让人想起美国盆地和山脉省的地形洼地，这些洼地是由美国西部边缘的板块运动形成的，有人认为土卫六上看到的大湖可能是由板块运动形成的海洋。

“科学家一直在想，土卫六上的湖泊为什么会出现在那里。这些图像向我们展示了基岩和地质条件一定为湖泊创造了一个特别诱人的环境，”美国地质调查局卡西尼雷达团队成员兰道夫·柯克说。“我们认为它可能类似于史前湖泊拉洪坦湖的形成，该湖位于内华达州和加利福尼亚州的太浩湖附近，地壳变形产生了裂缝，这些裂缝可以被液体填满。”

今天，在旧金山举行的美国地球物理联合会会议上，科学家们描述了对土卫六上巨大的极地湖泊丽姬亚 (Ligeia) 和克拉肯 (Kraken) 的观测结果。此次会议是全球最大的地球科学家聚会。

除了清晰可见的两大液体区域外，土卫六极周围还散布着无数较小的湖泊。这些湖泊的起源尚不清楚，猜测包括火山口湖和土卫六地壳溶解后形成的巨大天坑。

罗马萨皮恩扎大学的 Marco Mastrogiuseppe 介绍了雷达对土卫六表面流体进行成像的结果。他解释说：“这是我们首次能够观察到地外海洋地下的地形。”

卡西尼号飞越土卫六

卡西尼号的雷达不仅绘制了极地附近湖泊和海洋的区域，而且在首次对外星海洋深度测量中也从湖床反射了信号。

“丽姬亚海的深度刚好适合雷达探测到海底信号，这是我们以前认为不可能得到的信号，”马斯特罗吉塞佩说。我们发现的最大深度约为 170 米，与密歇根湖相似，而且在雷达眼中，湖水清澈见底。

丽姬亚的总体积为 9000 立方公里，其中不是水，而是碳氢化合物流体。在一个比地球还小的天体上，碳氢化合物泰坦尼克海洋的总体积相当于地球石油储量的约 300 倍。

雷达反射率表明，这些湖泊主要充满甲烷，以及一些其他较重的碳氢化合物流体。这些包括乙烷和氮。利吉亚旁边还有另一个海，克拉肯海。克拉肯海的大小与地球上的里海相当，面积是利吉亚海的四倍或更多。卡西尼号将于 2014 年 8 月返回对其进行水深测量。

亚利桑那大学图森分校的杰弗里·卡格尔指出，土卫六北极大面积的甲烷海和甲烷湖的存在，使土卫六化学模型中预期的重质碳氢化合物的长期缺乏变得更加严重。这些重质碳氢化合物包括乙烷、乙烯、丙烯、乙炔和苯——阳光在土卫六的天然气汤中引起化学反应时产生的重质碳氢化合物。卡西尼号利用视觉成像仪器显示，土卫六的北极冰盖比格陵兰岛还大。

湖泊周围明亮的沉积物揭示了固体表面的性质。在一个难以想象的世界里，结晶的重碳氢化合物构成了土卫六的地壳，赤道周围有巨大的固体碳氢化合物沙丘场。虽然这些赤道“岩石”充满了乙烷，但极地地区似乎是由甲烷构成的。

土星上现在已经接近夏至，土卫六上的天气也随季节变化。土星上会出现巨大的风暴，可以看到气体从其表亲卫星土卫二的南极喷出。卡西尼号计划于 2015 年飞越这些羽流，近距离观察土卫二的北极。

卡西尼号目前处于一组错综复杂的轨道上。它的推进力只剩下 4%，未来的飞行主要由土星及其卫星的引力场提供动力。该探测器的最后一次飞行计划于 2017 年 9 月进行，它将绕过土星最内环并接触其大气层，最终落入这颗巨大行星的手中。

西蒙·雷德芬 (Simon Redfern) 不为任何将受益于本文的公司或组织工作，不为其提供咨询，不拥有其股份，亦不接受其资助，并且与任何相关组织均无关联。

本文最初发表于 The Conversation。阅读原文。