土星的卫星泰坦可能有 6 英里厚的甲烷冰壳——下面可能有生命吗？

土星卫星泰坦上的 6 英里长的甲烷冰壳可以帮助寻找来自这颗卫星广阔的地下海洋的生命迹象。

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科学家发现，土星最大的卫星泰坦的冰壳表面下可能有一层绝缘的、六英里厚（9.7 公里厚）的甲烷冰层。讽刺的是，这一层可能使土卫六地下海洋的生命迹象更容易被发现。而且，从长远来看，这一发现可能有利于对抗地球上人类造成的气候变化。

泰坦可能是一颗卫星，但它也比任何其他太阳系行星都更类似于地球。这是因为它是太阳系中除地球之外唯一拥有大气层以及液态河流、湖泊和海洋的行星或卫星。然而，由于土卫六的温度寒冷，这种液体由甲烷和乙烷等碳氢化合物组成。尽管如此，土卫六的表面冰确实是由水组成的。

夏威夷大学马诺阿分校行星科学家团队的最新研究结果表明，甲烷气体也可能被困在土卫六的冰壳内，形成厚达六英里的独特地壳。这种气体可以温暖下面的冰壳并帮助分子上升到泰坦表面，其中一些可能表明生命的存在。这种变暖也可能有助于解释土卫六富含甲烷的大气。

“如果生命存在于厚厚的冰壳下的泰坦海洋中，那么任何生命迹象、生物标记物都需要被运送到泰坦的冰壳上，以便我们在未来的任务中可以更轻松地访问或观察它们，”研究小组负责人、泰坦尼克大学夏威夷科学家劳伦·舒梅尔在一份声明中说。 “如果土卫六的冰壳温暖且相连，这种情况更有可能发生。”

研究小组首先通过土卫六上浅层撞击坑的存在，得知了甲烷冰连接层的潜在存在。在土星卫星表面只发现了 90 个撞击坑，这些撞击坑的观察很混乱，因为它们应该比实际深度深数百英尺。

舒尔迈尔说：“这非常令人惊讶，因为根据其他卫星的情况，我们预计会在其表面看到更多的撞击坑，而且这些坑比我们在土卫六上观察到的坑深得多。” “我们意识到土卫六的独特之处一定是使它们变得更浅并且相对较快地消失。”

调查泰坦的浅陨石坑

为了进一步探究泰坦吞噬陨石坑的奥秘，舒尔迈尔和同事求助于计算机建模。这使他们能够测试土星最大卫星的表面在小行星撞击后会松弛和反弹多少，如果它的冰壳覆盖有甲烷包合物的绝缘层。

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甲烷笼形物或“甲烷水合物”是一种固体化合物，其中大量甲烷被捕获在水的晶体结构内，形成类似于冰的固体。

考虑到木星冰冷卫星上的陨石坑大小与土卫六木卫三相当，研究人员可以比较土星卫星上撞击坑的可能深度。

“使用这种建模方法，我们能够将甲烷包合物地壳厚度限制在 5 至 10 公里（约 3 至 6 英里），因为使用该厚度进行的模拟产生的陨石坑深度与观测到的陨石坑最匹配，”舒尔迈尔补充道。 “甲烷包合物地壳使土卫六的内部变暖，并导致令人惊讶的快速地形松弛，从而导致火山口变浅的速度接近地球上快速移动的温暖冰川的速度。”

这种甲烷冰壳的厚度很重要，因为它最终可以解释为什么土卫六的大气中富含这种碳氢化合物。它还可以帮助科学家更好地了解泰坦的碳循环、基于液态甲烷的“水文循环”以及土星卫星不断变化的气候。

“土卫六是一个天然的实验室，可以研究温室气体甲烷如何变暖并在大气中循环，”舒尔迈尔解释道。 “在西伯利亚永久冻土层和北极海底以下发现的地球甲烷笼形水合物目前正在破坏稳定并释放甲烷。

“因此，泰坦的教训可以为地球上发生的过程提供重要的见解。”

从泰坦的地形来看，甲烷包合物地壳的厚度意味着土星卫星的内部可能是温暖而柔韧的，而不是像人们曾经认为的那样寒冷和坚硬。

“甲烷包合物比普通水冰更强、更绝缘，”舒尔迈尔补充道。 “包合物地壳使土卫六的内部绝缘，使水冰壳非常温暖且具有延展性，这意味着土卫六的冰壳正在或正在缓慢对流。”

这种对流意味着表明生命的生物标记可能已经从土卫六中升起。泰坦的地下海洋被带到了它的冰壳外层，等待着人们的发现。

这项研究可以为美国宇航局科学家利用即将推出的蜻蜓号宇宙飞船来研究泰坦提供有用的指导。蜻蜓计划于 2028 年发射，并有望于 2034 年到达土星系统，对泰坦的冰冷表面进行近距离观察。

该团队的研究成果于 9 月 30 日发表在《行星科学杂志》上。

最初发布于Space.com。