首张土卫六全球地图展现了类似地球但又有奇特特征

在宇航员徒步穿越土卫六的平缓山丘或滑下巨大的沙丘之前，他们必须知道自己要去哪里。

研究人员绘制了首张全球地图，展示了世界上冰原、蜿蜒峡谷和起伏海岸线，朝着探索土星最大卫星泰坦迈出了重要一步。这张寻路图于周一发表在《自然天文学》杂志上，将成为未来更详细地图的基础，这些地图将帮助科学家破译这颗卫星的过去，并规划未来的探索。

参与制作该图的亚利桑那州立大学行星科学家戴维·威廉姆斯 (David Williams) 说：“地质测绘基本上是我们分析行星表面以了解其历史时使用的另一种工具。”

卡西尼号太空船于 2004 年抵达土星系统，让研究人员首次透过土卫六厚厚的黄色云层（土卫六的大气层比地球厚，但几乎全部由氮气和甲烷组成）看到土卫六。在接下来的 13 年里，该探测器的穿透雷达一次又一次地扫过土卫六，进行了 100 多次飞越，发现了湖泊、河流和其他明显的表面液体迹象——这是除地球以外的任何星球上首次发现。

威廉姆斯和同事从雷达图像开始，卡西尼号发射的无线电波穿过云层，从土卫六表面反射回来，从而生成地图。这种方法以俯冲、交叉的方式覆盖了土卫六表面略少于一半的区域，但分辨率很高，团队可以使用它来识别卫星的不同地形类型，如平原或沙丘。然后，他们将雷达数据与其他相机拍摄的可见光和红外光数据叠加，这些数据比较模糊，但覆盖了整个世界，以了解每种地貌在卡西尼号的不同眼睛眼中是什么样子。最后，他们利用其他仪器的全球数据推断雷达带之间有哪些类型的陆地。“这张特殊的地图专注于展示全球范围内表面物质的多样性，”威廉姆斯说。

地图显示，土卫六是一个由液体和风塑造的世界，尽管温度接近零下 300 华氏度，土卫六表面没有水流动。相反，液态甲烷和乙烷充满了土卫六的河流和湖泊，然后蒸发并再次降雨，这与地球的水循环类似。

但这并不是说土卫六没有水。相反，土卫六的表面大部分都是水。“土卫六的整体地壳，就像人们行走的地方，地球上构成大陆的地方，”威廉姆斯说，“在土卫六的情况下，都是水冰。”

研究小组确定了冰壳形成的六种主要地形类型：陨石坑、湖泊、平原、沙丘、小丘和迷宫（峡谷）。

地表上到处都是一些陨石坑。靠近北极的地方是甲烷湖，陡峭的海岸线映衬着黑点。向南走，探险者会遇到土卫六最常见的地形：平原，平坦的冰壳上覆盖着一层以甲烷和乙烷为基础的沙子，覆盖了地球近三分之二的面积。赤道风将这些沙子堆积成数百英尺高的沙丘，绵延数百英里，环绕着卫星的中部，覆盖了其表面的五分之一左右。

在平原和沙丘之间，散布着大约几百英尺高的“丘陵”地区。湿润时代的甲烷流冲刷出裂缝密布的峡谷，覆盖了南极的大部分地区——这是土卫六经历的气候变化的迹象，因为它围绕土星的轨道以及土星围绕太阳的轨道随着时间的推移略有变化。

威廉姆斯说道：“在土卫六的地质历史中，我们看到了液体首先在两极聚集，然后在赤道占主导地位，如此反复。”

未来对该图和其他类似图的进一步研究可能最终让研究人员也能计算出液体在季节基础上的运动情况。加州大学伯克利分校行星科学家 Imke de Pater 表示：“最终，我们希望这些地图能帮助解释土卫六上的甲烷循环。”他没有参与这项研究。

更好的地图正在顺利制作中。尽管卡西尼号 2017 年潜入土星大气层突然终止了数据流，但威廉姆斯表示，发现和命名主要地形只是第一步。他和他的同事已经更进一步，将陆地划分为更精细的类别，如明亮的平原和山脉，并制作了更详细的地图。他们计划通过美国地质调查局发布这张地图，它将与其他外星世界的地质图一起发布，包括月球、火星、谷神星和灶神星。（冥王星和水星的地图也在制作中）。

虽然可能还需要一段时间人类探险家才会需要这些图表，但不久之后机器人侦察兵可能会充分利用它们。美国宇航局正在开发一种名为“蜻蜓”的探测器，它可以在空中导航土卫六，降落在表面，然后再次起飞。该任务计划于 2026 年离开地球，并于 2034 年抵达月球，在那里寻找外星宜居性的迹象。

威廉姆斯说：“这张地图将帮助该团队了解他们计划使用无人机进行探索的地方周围的地质单元的性质。”