Titan 寻找外星生命的首选之地：土卫六“泰坦” _外星生命

寻找外星生命的首选之地：土卫六“泰坦(Titan)”
（）据cnBeta：在离你坐的地方约10亿英里，在土星的岩石环附近徘徊着一颗卫星，那里有着丰富的湖泊和河流。在它的天空中，有云彩，在它的土地上，有有机分子。包围着这个球体的则是密集的大气层。
它是迄今发现的最像地球的世界之一，因此它成为了寻找外星生命的首选之地。它就是土卫六“泰坦(Titan)” 。
说泰坦“类地球”是因为它虽然模仿了我们星球的特征，但它更像是另一个现实中的地球。比如在这颗土星冰冷的卫星上流动的液体体充满了甲烷而不是水。如果我们浸泡在甲烷湖中那么会被烧死。如果我们喝里面的液体那么我们会窒息。但那是因为我们的身体有基于地球的化学成分。其他类型的生命，无论多么奇怪，则都有可能生活在这样的条件下--外星生物不一定要像我们一样，而且它们可能也不像。即使是早期地球上的生命也跟我们今天所看到的有着惊人的不同。
为了寻找这种奇怪的土卫六式的生命体，一组科学家对这颗卫星的古怪环境进行了建模以更好地了解它是如何工作的。他们认为，在挑选出外星人可能居住的地方之前需要了解土卫六的景观历史。为此，他们本月在《Geophysical Research Letters》上发表了一篇关于他们研究的论文。更具体地说，他们发现沉积过程--土地随时间变化的各种方式--可能导致了泰坦洞穴、峡谷和沙丘的形成。
来自斯坦福大学地球、能源和环境科学学院的地质学家Mathieu Lapôtre在一份声明中指出：“如果我们了解拼图的不同部分是如何组合在一起的以及它们的机制，那么我们就可以开始利用这些沉积过程留下的地貌来说明泰坦的气候或地质历史 -- 以及它们如何影响泰坦上的生命前景。”
沙地卫星的悖论
在地球上，沉积过程很容易解释我们的地貌是怎么来的。岩石被侵蚀成小沙粒，风把这些沙粒带到某些地区，然后所有的沙子堆积起来，很快就有了堆积物，并最终变成了一些地貌。这一切非常简单、直观。
但在土星82颗卫星中的最大卫星--泰坦上，情况就比较复杂了。其地貌的起源有点像一个谜，因为土卫六的沙粒不像地球的沙粒。从某种意义上说，它们更弱且预计会更短暂。
Lapôtre表示：“当风运送沙粒时，沙粒会相互碰撞并与表面碰撞。这些碰撞往往会随着时间的推移减少颗粒的大小。我们所缺少的是可以抵消这种情况并使沙粒通过时间保持稳定大小的生长机制。”
也就是说，如果泰坦的沙粒开始随风消失，那么它们怎么可能复合成像我们在这颗卫星上看到的那种地貌呢？
简而言之，在对土卫六的地貌进行建模后，研究人员发现，这颗星球表现出一种特殊的沉积过程--烧结，这意味着相邻的颗粒砸在一起并融合成一个更大、更强且不易被风破坏的片状物。
Lapôtre表示：“我们能够解决这样一个悖论：尽管材料非常脆弱但土卫六上的沙丘却能存在如此之久的原因。”
除此之外，Lapôtre和其他科学家还利用他们的模型发现了关于土卫六地质分布的许多其他细节。以下为其中一些信息：
泰坦的风在赤道附近似乎更强，这表明那里有更多的沙丘。这些同样的阵风在中纬度附近则摇摆不定，这表明沙丘周围的土地比较平坦。在这些地势较低的地区，研究人员还预测烧结会产生超粗颗粒，而这可以用来解释构成泰坦平原的基岩这一现象。
Lapôtre说道：“我们（的研究）显示，在土卫六上--就像在地球上和火星上的情况一样--我们有一个活跃的沉积周期，其可以通过土卫六的季节驱动的偶发磨损和烧结来解释地貌的纬度分布。想想在那么远的地方有一个另类的世界，那里的事物如此不同却又如此相似，这相当吸引人。”
相关报道：景观形成模型解释了为什么土星卫星泰坦地貌类似地球
（）据cnBeta：一个新的假设显示，一个由季节驱动的全球沉积周期可以解释土星卫星土卫六泰坦上地貌的形成。这项研究表明，这个外星世界可能比以前认为的更像地球。土星的卫星泰坦，从太空中看起来非常像地球，河流、湖泊和海洋被通过厚厚的大气层涌入的雨水填满。虽然这些景观看起来很熟悉，但它们是由毫无疑问不同的材料构成的，液态甲烷流搅动着土卫六的冰冻表面，而氮气风则产生碳氢化合物沙丘。
这些材料的存在，其机械性能与构成我们太阳系中其他已知沉积体的硅酸盐类物质有很大的不同，使得泰坦的景观形成变得神秘莫测。斯坦福大学地质学家Mathieu Lapôtre和他的同事通过确定一个过程，使烃基物质根据风吹和溪流的频率形成沙粒或基岩，展示了土卫六独特的沙丘、平原和迷宫地形是如何形成的。
最近发表在《地球物理研究快报》杂志上的这个新模型显示了这个季节性周期是如何发挥作用。这个模型增加了一个统一的框架，使我们能够理解所有这些沉积环境是如何共同发挥作用。为了建立一个能够模拟土卫六独特地貌形成的模型，研究者首先必须解决有关该行星体上沉积物的最大谜团之一。它的基本有机化合物如何转变为形成独特结构的颗粒。在地球上，表面的硅酸盐岩石和矿物随着时间的推移被侵蚀成沉积物颗粒，通过风和溪流移动，沉积在沉积物层中，最终在压力、地下水，有时还有热量的帮助下，重新变成岩石。然后这些岩石继续通过侵蚀过程，这些材料在地质时期通过地球的层层循环。
在土卫六上，研究人员认为类似的过程形成了从太空中看到的沙丘、平原和迷宫式的地形。但是，与地球、火星和金星不同的是，在这些地方，硅酸盐衍生的岩石是产生沉积物的主要地质材料，而泰坦的沉积物被认为是由固体有机化合物组成的。科学家们还没有能够证明这些有机化合物如何成长为沉积物颗粒，从而在地貌上和地质年代中被运输。
随着风的运输，这些颗粒互相碰撞，并与表面碰撞。这些碰撞往往会随着时间的推移减少颗粒的大小。我们所缺少的是能够抵消这种情况并使沙粒在整个过程中保持稳定尺寸的生长机制。研究小组通过研究地球上被称为卵石的沉积物找到了答案，卵石是小的球形颗粒，最常在热带浅海中发现，如巴哈马周围。当碳酸钙从水体中被拉出并分层附着在石英等颗粒周围时，就形成了卵石。
卵石的独特之处在于它们是通过化学沉淀形成的，这使得卵石能够生长，而同时侵蚀过程减缓了生长，因为晶粒被海浪和风暴砸到了彼此之间。这两种相互竞争的机制通过时间相互平衡，形成恒定的颗粒大小。研究人员认为这一过程也可能发生在泰坦上。