震驚！土衛六竟有六英里厚甲烷絕緣地殼

土星最大的衛星土衛六是除地球之外，已知唯一一處既有大氣層，其地表又存在呈河流、湖泊和海洋形式的液體的地方。

由於溫度極度寒冷，土衛六上的液體由甲烷、乙烷等碳氫化合物組成，其表面由固態水冰構成。

由夏威夷大學馬諾阿分校的行星科學家領導的一項新研究發表於《行星科學雜誌》，該研究揭示，甲烷氣體可能被困在冰層內，形成一個厚達六英里的獨特地殼，這使得下面的冰層變暖，也可能解釋土衛六富含甲烷的大氣層。

由研究助理勞倫·舒爾米爾領導的研究團隊，成員還包括博士生格溫多琳·布勞威爾以及副主任兼研究員薩拉·法根茨。他們來自夏威夷大學馬諾阿分校海洋與地球科學與技術學院（SOEST）的夏威夷地球物理學和行星學研究所（HIGP）。該團隊在 NASA 的數據中觀察到，土衛六的撞擊坑比預期淺數百米，並且在這顆衛星上只發現了 90 個撞擊坑。

“這太令人驚訝了，因爲根據其他衛星的情況，我們原本預計能在其表面看到更多的撞擊坑，而且那些坑要比我們在土衛六上觀察到的深得多。”舒爾米爾說道。“我們意識到土衛六肯定有獨特之處，致使這些撞擊坑變得更淺並且相對較快地消失。”

爲了探究這一謎團背後可能的情形，研究人員在計算機模型中測試瞭如果土衛六的冰層被一層絕緣的甲烷籠形水合物冰（一種甲烷氣體被困在晶體結構內的固體水冰）覆蓋，其地形在遭受撞擊後可能會怎樣鬆弛或回彈。

由於土衛六隕石坑的初始形狀未知，研究人員依據類似大小的冰衛星木衛三上看起來較新的、同樣大小的隕石坑，模擬並對比了兩種合理的初始深度。

“通過這種建模方法，我們能夠把甲烷籠形水合物地殼的厚度限定在 5 至 10 公里（約 3 至 6 英里），因爲使用這一厚度進行的模擬所產生的隕石坑深度與觀測到的隕石坑最爲匹配，”舒爾邁爾說。

“甲烷籠形包合物形成的地殼讓土衛六內部升溫，還造成了出人意料的快速地形鬆弛，致使隕石坑變淺的速率接近地球上快速移動的溫暖冰川的速率。”

估算甲烷冰層的厚度非常重要，因爲這或許能解釋土衛六富含甲烷的大氣層的由來，還能助力研究人員弄清楚土衛六的碳循環、基於液態甲烷的“水文循環”以及變化着的氣候。

“土衛六是研究溫室氣體甲烷在大氣中如何升溫及循環的天然實驗室，”舒爾邁爾說道。

“在西伯利亞的永久凍土以及北極海底所發現的地球上的甲烷籠形水合物，目前正處於不穩定狀態並釋放着甲烷。所以，從土衛六獲取的經驗教訓能夠爲地球上正在發生的過程提供重要的啓示。”

鑑於這些新發現，在土衛六上看到的地形是合理的。對甲烷籠形水合物冰層厚度的測定表明，土衛六的內部可能是溫暖的——而不是像之前認爲的那樣寒冷、堅硬和不活躍。

“甲烷籠形水合物比普通的水冰更堅固、更具隔熱性，”舒爾邁爾說。“籠形水合物外殼讓土衛六的內部保持隔熱，讓水冰殼變得非常溫暖且具有延展性，並意味着土衛六的冰殼正在或曾經緩慢對流。”

“如果在厚厚的冰殼下的土衛六海洋中存在生命，任何生命跡象（生物標誌物）都得被運送到土衛六的冰殼上，以便我們在未來的任務中更容易接觸或觀察到它們，”舒爾邁爾補充道。“如果土衛六的冰殼是溫暖且對流的，這種情況更有可能發生。”

美國國家航空航天局（NASA）的“蜻蜓”號前往土衛六的任務計劃於 2028 年 7 月發射，預計 2034 年抵達，研究人員將有機會近距離觀測這顆衛星，進一步探究其冰冷的表面，其中包括一個叫塞爾克的隕石坑。