泰坦湖的岸边似乎是由波浪塑造的

如果你忽略零下 180 度的整个问题，它确实是太阳系中最像地球的世界。

云层使土卫六的碳氢化合物湖泊和海洋难以辨认，但卡西尼号将它们清晰可见，足以看到侵蚀的迹象。

图片来源：NASA/JPL/亚利桑那大学

新证据表明，土卫六上的液态甲烷和乙烷湖泊的海岸线似乎是由这些碳氢化合物湖泊上的波浪塑造的，这可能会解决一个古老的争论。它还可能影响即将到来的土星巨型卫星任务。

当谈到寻找一个我们可以研究与早期地球相似的世界时，太阳系所能提供的最好的不是另一个行星，而是一颗月球。土卫六是我们所知道的唯一一颗拥有大量大气层的卫星，它与地球的大气层更相似，而不是火星上稀薄的几乎没有的大气层或金星上沸腾的酸性地狱。大气压力使得湖泊和海洋中的分子成为远低于水冰点的液体，这些分子由地势较高的碳氢化合物雨中的河流供给。

所有这些特征在航海者号任务结束时引起了极大的兴奋，但除了惠更斯探测器着陆前后，随着较小的卫星成为人们关注的焦点，人们的兴趣逐渐消退。现在，随着美国宇航局为探索泰坦的蜻蜓任务做准备，焦点又转移了，行星科学家想知道会发生什么，以便调整蜻蜓计划。

作为这一过程的一部分，麻省理工学院的泰勒·佩伦教授试图回答土卫六湖泊上是否会产生大波浪的问题，这将产生许多重要的影响。过去的调查得出了相互矛盾的答案。

佩伦和同事研究了波浪侵蚀地球上大型湖泊边界的方式，并将其与卡西尼号发送的土卫六最大湖泊轮廓的图像进行了比较。他们承认他们的结果并不是确定的——毕竟卡西尼号只在绕土星运行时飞越了土卫六，因此其图像的分辨率不如我们想要的那么好。

佩隆在一份声明中说：“根据我们的研究结果，我们可以说，如果泰坦海域的海岸线受到侵蚀，海浪是最有可能的罪魁祸首。” “如果我们能够站在土卫六海域的边缘，我们可能会看到液态甲烷和乙烷的波浪拍打海岸，并在风暴期间撞击海岸。它们能够侵蚀海岸的构成材料。 ”

确定波浪存在的意义远远超出了海岸线。偶尔，陨石落入湖中时可能会引发波浪，但此类事件在土卫六上比在地球上更加罕见。波浪频繁到足以侵蚀海岸线将是强风的征兆。

报告这一发现的论文的第一作者罗斯·巴勒莫（Rose Palermo）指出，研究波浪是否发生的努力是通过观察卡西尼号拍摄的湖泊本身的图像来评估它们是静止的还是波涛汹涌的。

巴勒莫说：“一些试图寻找波浪证据的人没有看到任何证据，并说，‘这些海洋像镜子一样光滑’。” “其他人说他们确实看到液体表面有一些粗糙度，但不确定是否是波浪造成的。 ” 

除了制作这些图像的挑战之外，我们知道地球上最大的湖泊可以从平静转变为暴风雨，速度如此之快，以至于看起来令人着迷。任何时候都没有波浪很难得出结论。

如果巴勒莫、佩隆和合著者的工作得到证实，我们将能够改进泰坦大气以及湖泊和海洋运动的模型。理想情况下，我们或许能够确定土卫六上的湖泊需要多大才能产生海岸侵蚀波浪，以及某些纬度的风和波浪是否像地球上那样更强。                 

研究小组首先试图确定海岸是否受到侵蚀，模拟了河谷被洪水淹没的演变过程。下一个问题是，以我们对地球湖泊的了解作为比较点，侵蚀看起来是否更像是由波浪或其他过程造成的。

为了模拟波浪驱动的侵蚀，作者需要知道波浪高度，他们使用所谓的“获取”进行建模，这种情况确实发生了，即风可以无障碍地吹过水面或其他液体的距离。

“波浪侵蚀是由波浪的高度和角度驱动的，”巴勒莫解释道。 “我们使用 fetch 来估算波浪高度，因为 fetch 越大，风吹动和波浪增长的距离就越长。 ”

然后将土卫六最大的四个液态体周围的区域（其大小与北美五大湖相当）与这些模型进行了比较。

佩伦说：“我们发现，如果海岸线受到侵蚀，其形状更符合波浪侵蚀的情况，而不是均匀侵蚀或根本没有侵蚀的情况。”

“我们有相同的起始海岸线，我们发现在均匀侵蚀和波浪侵蚀下，你会得到完全不同的最终形状，”佩伦补充道。 “由于河谷被洪水淹没，它们看起来都像飞翔的意大利面怪物，但这两种类型的侵蚀产生了截然不同的终点。 ”

现在的任务是计算造成这种侵蚀所需的风的强度和方向。

我们进行太空研究是因为好奇心是人类的天性，但它有时可以在家里带来意想不到的好处。巴勒莫认为，通过探索在没有人类的情况下侵蚀是如何发生的，我们可以学习如何更好地保护地球海岸线免受破坏。

该研究发表在《科学进展》上。