土星神秘的衛星泰坦星在最近一次卡西尼號飛掠探測中揭示了它的另一個秘密：北極附近有 75 個類似湖泊的區域。行星科學家認為它們是充滿液體的窪地，因為那裡的溫度——零下 179 攝氏度的嚴寒——和壓力——地球壓力的 1.5 倍——非常適合液態甲烷或乙烷的存在。這些區域也與地球上的湖泊有著相似的地貌，包括河道。“我們七月份的雷達飛掠是我們首次觀測北緯 70 度以上的區域，”Proxemy Research 的行星地質學家艾倫·斯托凡解釋說。“在那個緯度以上，我們發現了 70 多個湖泊，其中一些湖泊的直徑超過 40 英里。”
最近卡西尼號的飛掠探測以及 2005 年 1 月惠更斯號探測器的著陸發現，在較低緯度地區缺乏液體，儘管那裡有許多可能存在液流的河道。相反，由碳氫化合物組成的沙粒狀巨大沙丘主導著泰坦星的赤道區域。然而，由甲烷和氮氣組成的濃密霧霾籠罩著這顆衛星。甲烷在泰坦星大氣層中的持續存在令人費解，因為陽光最終會將其分解為乙烷。“要麼我們正在見證泰坦星曆史上一個非常幸運的時期，”約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家拉爾夫·洛倫茨指出，“要麼甲烷以某種方式被緩衝了。”
這導致一些人，包括已故科學家卡爾·薩根，主張存在一個環繞全球的甲烷海，或者是由此產生的乙烷海。當然，沒有發現這樣的海，這使得泰坦星甲烷之謎仍未解開。現在似乎有證據表明這顆衛星表面至少存在一些液體。“可能存在一個季節性迴圈，其中甲烷積累和蒸發，”洛倫茨說。“或者可能是[這些湖泊]是靜止的。”
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卡西尼號宇宙飛船在去年 7 月 22 日飛掠這顆衛星時，使用雷達捕捉到了這些湖泊的影像，並從一片長約 4000 英里、寬 80 多英里的地形中傳送了雷達資訊。在這個廣闊的區域內，至少出現了 75 個暗斑，寬度從不到兩英里到超過 40 英里不等。“湖泊的雷達特性與它們是液體或非常光滑、未固結物質的沉積物一致：細小的顆粒，如非常鬆散的土壤，”斯托凡解釋說。“這種物質填充了地形低窪處，其中一些有明顯的河道通向它們，而且與泰坦星的其他區域不同，這個區域沒有沙丘，這表明缺乏鬆散的細小物質。所有這些資料加在一起使我們確信這些是充滿液體的湖泊。”
尚不清楚究竟是什麼液體填充了這些湖泊——最有可能的是甲烷和乙烷的某種組合——或者它們是如何被填充的——要麼是透過湖泊表面甲烷蒸發後形成的碳氫化合物雨的天氣系統，要麼是透過儲存在地表以下的液體（“甲烷層”而不是含水層）。“所有這些——甲烷層、湖泊、大氣中的甲烷——都是一個活躍迴圈的一部分，這個迴圈很可能隨季節變化，”斯托凡補充說。“所有這些都在相互作用，形成一個動態系統——這是我們在地球以外的任何行星上都沒有見過的。”
未來幾個月和幾年的飛掠探測應該會揭示這些湖泊如何隨季節變化，因為泰坦星北部正在從漫長而黑暗的冬季走向夏季，以及衛星表面的其他地方是否存在湖泊。在早期的觀測中，人們在夏季的南極附近看到了一個類似的物體——因其大小和形狀而被命名為安大略湖——到目前為止，只有 15% 的衛星表面被繪製了地圖。但這將需要一項專門用於探索泰坦星的任務——也許是乘坐氣球——來確定這些湖泊的性質和範圍。“長期以來，泰坦星一直被認為是擁有所有生命組成部分的世界，表面正在發生著所謂的生命起源前的化學反應，”斯托凡說。“我們很想知道氨基酸之類的物質是否在這些湖泊中或附近形成。”
“泰坦星比我們想象的更有趣，”洛倫茨補充說。“我們認為可能發生的事情很少有泰坦星沒有恩賜給我們的。” 介紹這一發現的論文發表在 1 月 4 日的《自然》雜誌上。