土衛六噴發:土星衛星上冷火山的發現或能解開甲烷之謎

由環繞土星的卡西尼號宇宙飛船拍攝的影片揭示了三個火山的證據,這些火山似乎正在透過衛星冰冷的地表噴湧液態水。這種活動可能是補充土衛六大氣中甲烷的來源,而甲烷會被陽光分解。

加入我們的科學愛好者社群!


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於發現和塑造我們當今世界的思想的具有影響力的故事。


舊金山——對土星最大衛星土衛六表面的雷達調查發現了迄今為止最令人信服的證據,表明在地球以外的天體上也存在“冷”火山。這一發現可能有助於解開長期以來關於該天體大氣中甲烷存在之謎,並暗示未來的任務可能有機會對可能存在於其深處的任何生命形式進行取樣。

土衛六的一次飛掠中,美國宇航局的卡西尼號宇宙飛船掃描了一個名為索特拉·法庫拉的區域,並發現了至少三個地質特徵,這些特徵極有可能是透過衛星冰冷表面噴湧液態水的火山。“當我製作這段影片時,我感到震驚,”美國地質調查局位於亞利桑那州弗拉格斯塔夫的地球物理學家蘭道夫·柯克說,他於12月14日在美國地球物理聯合會的會議上介紹了這些結果。


冰火山,或稱“低溫火山”,可以形成於當水滲透過冰面,然後沿著山體側面流動直至凝固時,就像地球火山上的熔岩一樣。

行星科學家長期以來一直懷疑太陽系中的幾個天體上存在低溫火山,尤其是在木星的衛星歐羅巴上。 2005年,卡西尼號觀測到土衛六的較小衛星恩克拉多斯噴射出的冰粒子羽流,但該衛星微弱的引力和缺乏大氣層導致羽流在太空中消散,而不是形成火山錐。柯克在會議的新聞釋出會上表示,卡西尼號的新發現是“我們認為除了火山活動之外,無法以任何其他方式形成的特徵”。

之前觀測到的低溫火山曾受到質疑,但這次的似乎是真實的。“我認為他們這次證據確鑿,”亞利桑那大學圖森分校的行星科學家傑弗裡·卡格爾評論道。卡格爾在新聞釋出會上發言,但沒有參與這項研究。

卡西尼號的影片顯示,該區域總共有三座火山——兩個分別為1000米和1500米高的錐形結構,以及一個類似於大型隕石坑的坑,但這表明地殼物質已被劇烈的爆炸移除。“地形測繪告訴我們的資訊遠不止影像,”柯克說。

土衛六被認為有一個厚厚的冰殼漂浮在水層之上。液態水比冰密度更高,它是如何上升到地表的仍然是一個謎,儘管卡格爾表示,混合在水中的其他物質,如氨,可以顯著降低密度,並使溶液更粘稠。如果密度仍然高於冰,那麼必須有其他過程來增加水的浮力(例如甲烷氣泡的形成)或擠壓水庫內部的水,這可能是構造壓力的結果。

目前尚不清楚土衛六火山噴發的是什麼混合物,但它可能是一種富含氨的溶液。卡格爾說,還存在其他可能性,例如聚乙烯或石蠟。

冷熔岩也可能含有甲烷,這將解開一個謎題。土衛六的大氣層富含甲烷,甚至有甲烷雲、甲烷雨和甲烷湖。但是,高層大氣中的陽光不斷透過光解作用分解這種氣體,因此必須有某種過程在緩慢地補充它。這個過程的本質長期以來一直是個謎,這引發了人們的猜測,認為可能存在一些微生物以類似於地球上細菌的方式產生甲烷。然而,火山活動可以不斷地補充這種氣體。

儘管如此,科學家們並沒有放棄希望,土衛六廣闊的地下海洋中可能存在一些微生物。柯克說,如果是這樣,火山可能會使未來的任務更容易發現任何“非常方便地帶到地表”的熔岩中的生命,而不是必須鑽穿數英里的冰層。“如果內部存在生命,這可能是一種取樣方法。”

“冷”火山甚至在地球上也存在——例如,在加利福尼亞州聖巴巴拉海岸附近的一個小型瀝青(碳氫化合物)火山。事實上,卡格爾說,“火山活動非常普遍”。它似乎存在於太陽系中各種成分的天體上。他說,超級地球,即那些在我們太陽系中似乎很豐富的類地大行星,很可能也有某種形式的火山活動。

© .