冰封地下或存在海洋

    2012年7月2日消息，據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報(bào)道，來自卡西尼探測器的最新數(shù)據(jù)顯示土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六冰封的地下可能存在一個(gè)液態(tài)水層。有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)的論文已經(jīng)被發(fā)表在最新出版的《科學(xué)》雜志上。

    論文第一作者，卡西尼項(xiàng)目組成員，意大利羅馬第一大學(xué)的盧西亞諾·列斯(cia

    o　iess)說“卡西尼探測到土衛(wèi)六大幅度的潮汐起伏，這幾乎必然讓人得出其地表下方存在一個(gè)隱匿著的海洋的結(jié)論。”他說“對于水的搜尋是太陽系探測行動(dòng)的一項(xiàng)重要目標(biāo)，而現(xiàn)在我們又鎖定了一個(gè)新的，可能富含水的天體目標(biāo)?！?/br>
    讓科學(xué)家們做出此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的是潮汐變形現(xiàn)象。土星的巨大引力會讓土衛(wèi)六不斷發(fā)生拉升或擠壓變形。如果土衛(wèi)六完是由固態(tài)巖石組成的，那么來自土星的引力會造成其地表隆起，形成所謂的“固體潮”，其高度應(yīng)為3英尺(約合1米)左右。然而卡西尼號的實(shí)測數(shù)據(jù)顯示這一隆起高達(dá)30英尺(約合10米)。這一數(shù)據(jù)暗示土衛(wèi)六這顆星球并非完由固態(tài)的巖石物質(zhì)組成。

    起先科學(xué)家們并無把握卡西尼號能否探測到由土星引力引起的潮汐隆起。然而卡西尼探測器竟然做到了，它在2006年2月27日至2011年2月18日期間先后6次近距離飛越土衛(wèi)六，在此期間對土衛(wèi)六的重力場進(jìn)行精確測量。這些重力場數(shù)據(jù)，加上美國宇航局深空網(wǎng)(dsn)的協(xié)助，最終精確地給出了土衛(wèi)六表面潮汐隆起的大小數(shù)值。

    薩米·阿斯瑪(sai　aa

    )來自美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(jpl)，同時(shí)也是卡西尼項(xiàng)目組成員，她說“我們進(jìn)行了超高精度的測量工作，很幸運(yùn)的是卡西尼號探測器和深空網(wǎng)天線之間保持了非常穩(wěn)定的聯(lián)系。土衛(wèi)六在土星引潮力下形成的潮汐隆起，相比其它巨行星，如木星的一些衛(wèi)星上所形成的潮汐隆起而言并不顯著。然而在缺乏實(shí)地鉆探條件的情況下，重力場數(shù)據(jù)已經(jīng)是我們能夠獲知土衛(wèi)六內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最好方法了?！?/br>
    要形成實(shí)測值大小的潮汐隆起效應(yīng)，土衛(wèi)六地下的海洋層不必很厚很深。一個(gè)位于其堅(jiān)硬的可變形外殼和內(nèi)部巖石地幔層之間的液態(tài)水層就可以讓土衛(wèi)六在圍繞土星周圍運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)如觀察值所反映的那種隆起或壓縮現(xiàn)象。由于土衛(wèi)六地表主要是由水冰組成的，這在外太陽系衛(wèi)星中十分常見，科學(xué)家們相信土衛(wèi)六的海洋主要成分也應(yīng)該是液態(tài)水。

    在地球上，來自月球和太陽的引力作用會在地表海洋上引起潮汐。在開闊的海域，這一隆起數(shù)值可達(dá)2英尺(約60厘米)。來自月球和太陽的引力也會造成地殼中形成固體潮，其幅度約為20英寸(50厘米)。

    科學(xué)家推測土衛(wèi)六可能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    科學(xué)家推測土衛(wèi)六可能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    在土衛(wèi)六表面下方存在液態(tài)海洋這一點(diǎn)本身并不能構(gòu)成這里可能存在生命的結(jié)論?？茖W(xué)家們傾向于認(rèn)為只有當(dāng)液態(tài)水跟巖石之間存在直接接觸時(shí)生命才更有可能出現(xiàn)。而我們尚無法確認(rèn)這一海洋的海底是否是由巖石構(gòu)成的。

    這一探測結(jié)果對于揭開土衛(wèi)六上的甲烷持續(xù)補(bǔ)給之謎具有重要意義。在土衛(wèi)六大氣中甲烷含量非常豐富，然而研究人員認(rèn)為甲烷在大氣中應(yīng)當(dāng)是不穩(wěn)定的，如果土衛(wèi)六大氣能長期保持豐富的甲烷含量，那么就必定存在一個(gè)能持續(xù)供應(yīng)甲烷物質(zhì)的來源。

    喬納森·魯寧(jo

    atha

    i

    e)是美國康奈爾大學(xué)的卡西尼項(xiàng)目成員，他說“土衛(wèi)六地下存在液態(tài)水層的發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)槲覀兿Ｍ芾斫饧淄槭侨绾伪淮鎯υ谕列l(wèi)六內(nèi)部的，以及這些儲存的甲烷又是如何被釋放出來的。”他說“這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)橥列l(wèi)六所有的不同尋常之處都和豐富的甲烷含量有關(guān)，但是其大氣中的甲烷氣體早就應(yīng)該在地質(zhì)學(xué)意義上的短時(shí)間內(nèi)被破壞了?！?/br>
    設(shè)想一個(gè)液態(tài)水構(gòu)成的地下海洋，其中充滿了氨，這些氨水沿著裂隙和孔隙上升到地表層，釋放出冰層中的甲烷氣體。與此同時(shí)這樣一個(gè)地下海洋也可以作為甲烷儲備池?！8]

    發(fā)現(xiàn)巨型高溫穹窿構(gòu)造

    月22日消息，根據(jù)美國宇航局卡西尼號探測器發(fā)回的最新圖像，科學(xué)家們在土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六上辨認(rèn)出一些巨大的高溫穹窿形構(gòu)造。這很像烘烤面包時(shí)看到的情況，當(dāng)進(jìn)行烘烤時(shí)，面包的表皮會凸起并開裂?，F(xiàn)在科學(xué)家們認(rèn)為在這顆土星最大的衛(wèi)星上，正在發(fā)生相類似的情形。

    開裂穹窿構(gòu)造

    開裂穹窿構(gòu)造

    此前科學(xué)家們在金星表面觀測到過相似的地形，在金星表面一座名為庫納皮皮(ku

    apipi)的火山山頂，探測器拍攝到一個(gè)直徑大約20英里(約合30公里)的穹窿狀凸起。研究人員也相信，在土衛(wèi)六表面觀測到的一條長約70公里的狹長裂谷也是由于下部物質(zhì)受熱上涌引起的地表開裂，這種上涌的物質(zhì)有可能是巖漿。

    美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(jpl)卡西尼項(xiàng)目組雷達(dá)設(shè)備科學(xué)家羅斯里·羅普斯(rosaly　lopes)表示“這種穹窿形構(gòu)造是此前我們從未在土衛(wèi)六上觀測到過的，這顯示，即便是在長達(dá)8年的探測之后，這顆星球仍在持續(xù)地給我們帶來驚喜。”

    這種獨(dú)特的構(gòu)造地形可能和地球上的巖蓋相類似，所謂巖蓋就是指上升入侵的熔巖冷凝形成的。美國猶他州境內(nèi)的亨利山便是這種地貌的典型代表。而這張顯示穹窿構(gòu)造的圖像是由卡西尼號探測器在2012年5月22日使用雷達(dá)設(shè)備拍攝的。

    另外一個(gè)由艾倫·斯托芬(elle

    stofa

    )領(lǐng)銜的卡西尼科學(xué)家小組對土衛(wèi)六南半球的雷達(dá)圖像進(jìn)行了仔細(xì)審視du，并在這里發(fā)現(xiàn)了古代海岸線的痕跡。土衛(wèi)六是除了地球之外唯一一個(gè)被確認(rèn)擁有穩(wěn)定液體存在其表面的星球，盡管這些液體并不是水，而是碳?xì)浠衔铩?/br>
    人們還只在土衛(wèi)六的北半球觀測到廣闊海洋的存在。但對卡西尼探測器在年之間所收集探測數(shù)據(jù)的分析顯示在土衛(wèi)六南極附近也曾一度存在廣闊的淺海區(qū)域。

    斯托芬博士和她的同事們在土衛(wèi)六南半球識別出兩個(gè)已經(jīng)干涸或大部已經(jīng)干涸的海洋的痕跡。其中一個(gè)這樣已經(jīng)干涸海洋的面積可能曾一度達(dá)到475x280公里的大小，深度可能達(dá)到數(shù)百英尺。土衛(wèi)六南半球面積最大的湖泊安大略湖(o

    ta

    io　c)正位于一個(gè)干涸的海洋范圍之內(nèi)，看起來似乎是曾經(jīng)的汪洋大海僅剩的一部分水域。

    而另一個(gè)由卡西尼雷達(dá)小組成員，加州理工的奧迪德·安羅森(oded　aha

    o

    so

    )博士領(lǐng)銜的研究小組則認(rèn)為土衛(wèi)六正在經(jīng)歷和地球的米蘭科維奇周期相類似的長期變化，這是由于軌道運(yùn)行方面表現(xiàn)出來的長期規(guī)律性變化引起的結(jié)果。這種長期的氣候性變化將導(dǎo)致土衛(wèi)六地表的液體在其南北半球之間來回遷移。根據(jù)這一模型，土衛(wèi)六的南半球在大約5萬年前應(yīng)當(dāng)曾經(jīng)擁有面積廣闊的巨大海洋。

    斯托芬博士表示“土衛(wèi)六表面的海洋正是孕育前生命化學(xué)環(huán)境的現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)室，并且我們還知道它正以大約10萬年為周期在南北半球之間進(jìn)行遷移?！彼f“我很想仔細(xì)查看一下土衛(wèi)六北半球的海洋以及南半球已經(jīng)干涸的海洋遺跡，來了解一下這些前生命化學(xué)演化究竟已經(jīng)進(jìn)行到了何種地步?！?/br>
    卡西尼小組已經(jīng)基本證實(shí)了土衛(wèi)六北半球海洋體系的穩(wěn)定性。他們在過去一整個(gè)土衛(wèi)六季節(jié)中(即地球上大約6年)一直對這里的海洋進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)視。而此次發(fā)布的拍攝于2012年5月22日的這張圖像中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)北半球的湖泊岸線并未發(fā)生改變，這說明北半球的湖泊并非季節(jié)件。相比之下，2010年的一場暴風(fēng)雨之后，土衛(wèi)六赤道附近出現(xiàn)了明顯的變暗域?！9]

    人們一直認(rèn)為土衛(wèi)六是太陽系中最大的衛(wèi)星，并取名為泰坦。在希臘神話里，泰坦是一個(gè)巨人家族。土衛(wèi)六是科學(xué)家認(rèn)為的太陽系除地球外最有可能存在生命的星球。它是太陽系唯一擁有濃厚大氣層的衛(wèi)星。與地球不同的是，地球的大氣層主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，而土衛(wèi)六的大氣層則主要是甲烷。而且，濃密的大氣反射了大部分的光線，造成反溫室效應(yīng)，使得土衛(wèi)六的地表十分寒冷，溫度只有零下180攝氏度，不可能有液態(tài)水存在。但是2005年兩個(gè)科學(xué)家研究小組提出，外星微生物或許生存在泰坦湖泊的液態(tài)碳?xì)浠衔锢??？茖W(xué)家表示，乙炔在泰坦大氣層形成，下降到泰坦表面。外星微生物吃下乙炔，同氫氣發(fā)生化合作用，來獲取能量。

    此后，泰坦表面發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè)湖泊，科學(xué)家認(rèn)為其中充滿了液態(tài)乙烷和甲烷混合物。不過由于沒有探測飛船對泰坦湖泊直接取樣，沒有人知道其中的乙炔具體含量。1989年有科學(xué)家估計(jì)，泰坦湖泊中的碳?xì)浠衔镆后w內(nèi)乙炔的含量僅為萬分之幾。

    由法國雷恩國立高等化學(xué)學(xué)院丹尼爾·考迪爾領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家小組對泰坦湖泊乙炔含量進(jìn)行了新計(jì)算。他們根據(jù)探測土星系的卡西尼－惠更斯任務(wù)新近獲得的數(shù)據(jù)，做出最新估計(jì)稱泰坦湖泊含有更多的乙炔。如果泰坦上存在外星生物，湖泊內(nèi)的乙炔足以為任何饑餓的外星生物提供食物。2005年，卡西尼號攜帶的“惠更斯”號子探測器，　在充滿液態(tài)甲烷的土衛(wèi)六上登陸?！盎莞埂碑?dāng)時(shí)在在土衛(wèi)六工作24小時(shí)，　重點(diǎn)探測土衛(wèi)六上可能存在的生命跡象

    。