由美国宇航局和欧洲空间局联合研制的卡西尼号太空探测器一直在探索土星及其卫星，它在泰坦的北极发现了由液态甲烷组成的奇特湖泊和海洋。卡西尼任务的科学家们描述了探测器上的成像仪器捕捉到的，那些由大片海洋组成的奇特的矩形区域。
长条形的湖泊和海洋由细长的半岛连接，这是新图像中描绘的两个海洋的特征。这让人联想到美国盆地山脉地貌的凹陷，这些凹陷是由美国西部边缘的构造板块运动形成的，有人推测泰坦上发现的大型湖泊可能是构造形成的海洋。
“科学家们一直在猜测泰坦的湖泊为什么会出现在那里。这些图像告诉我们，基岩和地质一定创造了一个特别适合湖泊形成的有利环境，”美国地质调查局卡西尼号雷达团队成员兰道夫·柯克说。“我们认为这可能类似于内华达州和加利福尼亚州塔霍湖附近的史前湖泊拉洪坦湖的形成，那里的地壳变形产生了可以被液体填充的裂缝。”
科学家们在旧金山举行的美国地球物理联合会会议上描述了泰坦上名为Ligeia和Kraken的巨大极地湖泊的观测结果。这是世界上最大的地球科学家聚会。
除了两片清晰可见的大型液态区域外，泰坦的极地周围还散布着无数的小型湖泊。它们的成因尚不清楚，猜测范围从火山湖到由泰坦地壳溶解形成的巨大陷坑。
来自罗马萨皮恩扎大学的马可·马斯特罗吉乌塞皮描述了泰坦表面流体区域的雷达成像结果。“我们首次能够观测到地外海洋地下地形，”他解释道。
卡西尼号飞掠泰坦
卡西尼号的雷达探测了极地附近湖泊和海洋的区域，还探测到了湖底的信号，这是地外海洋首次深度探测。
“Ligeia Mare 的深度恰好适合雷达探测到来自海床的信号，这是我们原以为无法获得的信号，”马斯特罗吉乌塞皮说。探测到的最大深度约为170米，与密歇根湖相似，而雷达显示该湖泊清澈见底。
Ligeia 的总体积为9000立方千米，其中填充的不是水，而是碳氢化合物液体。泰坦上这些碳氢化合物海洋的总量相当于地球石油储量的300倍，而这个天体比地球小。
雷达反射率表明，这些湖泊主要由甲烷以及一些其他较重的碳氢化合物液体组成。其中包括乙烷和氮气。Ligeia 旁边是另一个名为 Kraken 的海洋。Kraken 海洋的大小与地球上的里海相当，其面积是 Ligeia 的四倍或更多。卡西尼号计划于2014年8月返回，对 Kraken 海洋进行测深。
来自亚利桑那大学图森分校的杰弗里·卡格尔指出，泰坦北极存在大片甲烷海洋和湖泊，这加剧了长期以来模型预测泰坦化学成分中重碳氢化合物不足的问题。这些重碳氢化合物包括乙烷、乙烯、丙烯、乙炔和苯——这些重碳氢化合物是在阳光照射下，泰坦天然气混合物发生化学反应产生的。卡西尼号利用可见光成像仪器已发现，泰坦的北极冰盖比格陵兰岛还要大。
湖泊周围明亮的沉积物显示了固体地表的性质。在一个难以想象的世界里，结晶的重碳氢化合物构成了泰坦的地壳，赤道附近还可能存在由固体碳氢化合物沙组成的巨大沙丘。虽然这些赤道的“岩石”充满了乙烷，但极地地区似乎由甲烷组成。
我们正接近土星的夏至，泰坦的天气会随季节变化。土星上会出现巨大的风暴，从其表亲卫星恩克拉多斯的南极喷射出气流。2015年计划的一次飞掠中，卡西尼号将穿越这些羽流，近距离观察恩克拉多斯的北极。
卡西尼号目前处于一系列复杂精密的轨道上。其推进剂只剩下4%，未来的飞掠主要依靠土星及其卫星的引力场提供动力。该探测器最后的旅程计划于2017年9月，将掠过土星最内层的行星环，触及土星大气层，最终被这颗巨行星吞噬。
西蒙·雷德芬不为任何会从本文中受益的公司或组织工作、咨询、拥有股份或获得资助，且没有任何相关隶属关系。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。
