新的研究解釋了土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六上冰冷的碳?xì)浠衔锖袣馀萑绾螄姲l(fā)，從而可能產(chǎn)生強(qiáng)度足以在月球上形成地質(zhì)特征的泡沫。

土衛(wèi)六上覆蓋著由甲烷和乙烷組成的碳?xì)浠衔锖??？茖W(xué)家們注意到這些湖泊中的亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)出現(xiàn)在美國(guó)宇航局卡西尼號(hào)航天器的某些照片中，而在其他照片中卻消失了。他們后來(lái)對(duì)這些“魔術(shù)島”進(jìn)行了理論分析，認(rèn)為它們可能是氮?dú)馀莸谋l(fā)。

在AGU的《地球物理研究快報(bào)》上發(fā)表的這項(xiàng)新研究中，研究人員在加壓室內(nèi)模擬了泰坦的湖泊。他們發(fā)現(xiàn)甲烷，乙烷和氮?dú)獾恼_組合對(duì)于氣泡的形成至關(guān)重要。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在類似于泰坦上最嚴(yán)酷的條件下，乙烷必須流入甲烷池中才能產(chǎn)生劇烈的氣泡。這項(xiàng)新的研究表明，這些泡沫爆發(fā)可能足夠強(qiáng)大，足以在月球上的液體中形成三角洲。

現(xiàn)在，解釋泰坦湖中氣泡的形成方式使科學(xué)家們可以開(kāi)始研究有關(guān)液體在月球上的行為的基本問(wèn)題。在我們太陽(yáng)系中的所有物體中，幾乎沒(méi)有一個(gè)比土衛(wèi)六更像地球，并且它是科學(xué)家認(rèn)為可能具有外星生命所需條件的少數(shù)地方之一。

結(jié)果還暗示，如果航天器放熱并可能引發(fā)氣泡爆炸，那么在泰坦湖中可能會(huì)遇到探索性潛水艇的情況。

阿肯色大學(xué)費(fèi)耶特維爾大學(xué)的行星科學(xué)家，新研究的主要作者肯德拉·法恩斯沃思說(shuō)：“對(duì)泰坦的了解越多，我們就越不能忽略湖泊。”“而且我們發(fā)現(xiàn)了諸如氣泡之類的有趣事物。也許暴力程度比我們預(yù)期的要強(qiáng)一些，但觀看時(shí)絕對(duì)很有趣。”

冒泡

土衛(wèi)六是我們太陽(yáng)系中唯一具有大氣層的月亮。它的空氣主要由氮(也構(gòu)成地球大氣的一種元素)和碳?xì)浠衔锝M成，碳?xì)浠衔镄纬闪艘粚雍穸鼥V的層，遮蓋了其表面的許多特征。

土衛(wèi)六的云以甲烷和乙烷的形式散發(fā)出碳?xì)浠衔镉?。在地球上，甲烷是用于加熱，烹飪和發(fā)電的氣體，而乙烷是聚乙烯塑料的前體。

但是，土衛(wèi)六上的溫度足夠冷，以至于這些化合物變成液體。在那里，碳?xì)浠衔镌诖髿庵醒h(huán)，就像地球上的水一樣。液化甲烷和乙烷湖灑滿了土衛(wèi)六的表面，使其成為我們太陽(yáng)系中除地球之外唯一能夠容納穩(wěn)定流體的物體。

先前的工作發(fā)現(xiàn)，泰坦大氣中的氮?dú)夂苋菀兹芙獾郊淄楹扛叩睦涑刂?，就像二氧化碳溶解成蘇打水一樣。加熱后，液體以氣泡形式釋放氮?dú)狻?/p>

但是這些早期的實(shí)驗(yàn)并未完全模仿泰坦的自然環(huán)境。他們也沒(méi)有解釋什么條件會(huì)使湖泊起泡沫，盡管研究人員懷疑這是在暴雨或河流流入湖泊時(shí)發(fā)生的。

法恩斯沃思說(shuō)：“泰坦的湖泊有非常有趣的動(dòng)態(tài)。”“它們不僅僅是靜態(tài)的液體。”

土衛(wèi)六，但在地球上

為了確定乙烷，甲烷和氮?dú)馊绾卧谕列l(wèi)六上破裂成氣泡，F(xiàn)arnsworth和她的同事們?cè)谝粋€(gè)六英尺高的加壓艙中進(jìn)行了模擬月球狀況的實(shí)驗(yàn)。在內(nèi)部，他們將大氣壓力設(shè)置為1.5巴，這是地球在海平面上的壓力的1.5倍，溫度范圍從輕快的83開(kāi)氏度(-190攝氏度或-310華氏度)到溫和的94開(kāi)氏度(-179攝氏或-290華氏度)。

研究人員允許一種液體流入包含另一種液體的樣品盤中。然后，研究人員冷卻了反應(yīng)室內(nèi)部，直到其溫度高于或低于開(kāi)氏度86度(-187攝氏度或-305華氏度)以使氮?dú)馊芙?。在一組實(shí)驗(yàn)中，乙烷流入甲烷池中。在另一種情況下，甲烷流入乙烷。然后，團(tuán)隊(duì)逐漸加熱了房間并等待氣泡爆發(fā)。

有兩種情況導(dǎo)致泡沫。在開(kāi)氏溫度低于86度的情況下，無(wú)論將什么順序的乙烷倒入培養(yǎng)皿中，乙烷都會(huì)在富含氮的甲烷上分層。隨著溫度升高，下面的甲烷開(kāi)始發(fā)泡，當(dāng)各層溶解時(shí)，氣泡到達(dá)表面。