科學家發現，土星最大的衛星泰坦的冰殼表面下可能有一層絕緣的、六英里厚（9.7 公里厚）的甲烷冰層。諷刺的是，這一層可能使土衛六地下海洋的生命跡象更容易被發現。而且，從長遠來看，這一發現可能有利於對抗地球上人類造成的氣候變化。
泰坦可能是一顆衛星，但它也更類似於比任何其他人行星。那是因為它是地球上唯一的行星或衛星除了地球之外，它還擁有大氣層以及液體河流、湖泊和海洋。然而，由於土衛六的溫度寒冷，這種液體由甲烷和乙烷等碳氫化合物組成。儘管如此，土衛六的表面冰確實是由水組成的。
夏威夷大學馬諾阿分校行星科學家團隊的最新研究結果表明，甲烷氣體也可能被困在土衛六的冰殼內，形成厚達六英里的獨特地殼。這種氣體可以溫暖下面的冰殼並幫助分子上升到泰坦表面，其中一些可能表明生命的存在。這種變暖也可能有助於解釋土衛六富含甲烷的大氣層。
研究小組負責人、夏威夷大學科學家勞倫·舒爾邁爾（Lauren Schurmeier）表示：“如果泰坦海洋中厚厚的冰殼下存在生命，那麼任何生命跡象和生物標記都需要沿著泰坦的冰殼運送到我們在未來的任務中可以更輕鬆地訪問或觀察它們的地方。”在一份聲明中說。 “如果土衛六的冰殼溫暖且相連，這種情況更有可能發生。”
研究小組首先通過土衛六上淺層撞擊坑的存在，得知了甲烷冰連接層的潛在存在。在土星衛星表面只發現了 90 個撞擊坑，這些撞擊坑的觀測一直令人困惑，因為它們應該比實際深度深數百英尺。
舒爾邁爾說：“這非常令人驚訝，因為根據其他衛星的情況，我們預計會在其表面看到更多的撞擊坑，而且坑深度比我們在土衛六上觀察到的坑深得多。” “我們意識到土衛六的獨特之處一定是使它們變得更淺並且相對較快地消失。”
調查泰坦的淺隕石坑
為了進一步探究泰坦吞噬隕石坑的奧秘，舒爾邁爾和同事求助於計算機建模。這使他們能夠測試有多少表面如果最大的衛星的冰殼覆蓋一層甲烷包合物絕緣層，那麼它在小行星撞擊後會鬆弛並反彈。
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甲烷籠形物或“甲烷水合物”是一種固體化合物，其中大量甲烷被捕獲在水的晶體結構內，形成類似於冰的固體。
考慮到冰冷的衛星上類似大小的隕石坑與土衛六、木衛三相當，研究人員可以比較土星衛星上撞擊坑的可能深度。
“使用這種建模方法，我們能夠將甲烷包合物地殼厚度限制在 5 至 10 公里（約 3 至 6 英里），因為使用該厚度進行的模擬產生的隕石坑深度與觀測到的隕石坑最匹配，”Schurmeier 補充道。 “甲烷包合物地殼使土衛六的內部變暖，並導致令人驚訝的快速地形鬆弛，從而導致火山口變淺的速度接近地球上快速移動的溫暖冰川的速度。”
這種甲烷冰殼的厚度很重要，因為它最終可以解釋為什麼土衛六的大氣中富含這種碳氫化合物。它還可以幫助科學家更好地了解泰坦的碳循環、基於液態甲烷的“水文循環”以及土星衛星不斷變化的氣候。
“土衛六是一個天然的實驗室，可以研究溫室氣體甲烷如何變暖並在大氣中循環，”舒爾邁爾解釋道。 “在西伯利亞永久凍土層和北極海底以下發現的地球甲烷籠形水合物目前正在破壞穩定並釋放甲烷。
“因此，泰坦的教訓可以為地球上發生的過程提供重要的見解。”
從泰坦的地形來看，甲烷包合物地殼的厚度意味著土星衛星的內部可能是溫暖而柔韌的，而不是像人們曾經認為的那樣寒冷和堅硬。
“甲烷包合物比普通水冰更強、更絕緣，”舒爾邁爾補充道。 “包合物地殼使土衛六的內部絕緣，使水冰殼非常溫暖且具有延展性，這意味著土衛六的冰殼正在或正在緩慢對流。”
這種對流意味著表明生命的生物標記可能已經從土衛六的地下海洋中升起，並被帶到其冰冷的外殼上，等待被發現。
這項研究可以作為一個有用的指導打算利用即將推出的蜻蜓號宇宙飛船來調查泰坦的科學家們。蜻蜓計劃於 2028 年發射，並有望於 2034 年到達土星系統，對泰坦的冰冷表面進行近距離觀察。
該團隊的研究成果於 9 月 30 日發表在行星科學雜誌。
最初發佈於太空網。
