甲烷湖泊的形成原因

甲烷湖泊的形成原因

031310410 安欣据俄罗斯媒体报道，在对“卡西尼”号土星探测器传回的最新照片进行细致分析之后，得出了一项令人振奋的结论：在土卫六表面确实存在着由液态甲烷构成的湖泊。什么是甲烷湖泊？为什么它的存在又令人振奋呢？

让我们先来了解一下土卫六这个卫星。土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，是土星卫星中最大的一个，也是太阳系第二大的卫星。荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯在1655年3月25日发现它，也是在太阳系内继木星/伽利略卫星后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星，因此被高度怀疑有生命体的存在，科学家也推测大气中的甲烷可能是生命体的基础。土卫六上的表面重力极低，和月球相当，但又拥有浓厚大气层，其表面的大气压约为地球的1.5倍，这种奇特的现象对研究行星大气学是一个很好的题材。

大气的存在是1944年首先被杰勒德·柯伊伯（Gerard P. Kuiper）使用光谱望远镜发现的，他发现土卫六大气的甲烷局部压力达到100毫巴。后来，旅行者太空船的观测也证实土卫六上拥有大气，事实上，土卫六的大气压比地球还要大一点，星球表面的压力是地球的1.5倍。土卫六表面浓密的云层遮盖住了它的表面地貌。人们一般认为土卫六表面是固态或液体乙烷。从地球的雷达测量发现那里没有大范围的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。后来，科学家对卡西尼太空船发回的照片进行研究，认为土卫六上或许根本不存在液态甲烷海洋。研究人员曾通过地面望远镜对土卫六进行观测，他们当时认为，种种迹象显示这一土星卫星上可能存在液态海洋。但是，科学家们对得出的结论仍有疑惑之处，因为以前的观测显示土卫六表面确有着闪烁的液体反光，尤其是几年前通过大型无线电望远镜观测的结果更证明极有可能存在液体海洋。

在“卡西尼”号于7月22日第16次对土卫六表面进行扫描后，科学家们从其传回的数据中获得了重要发现：在土卫六北纬70度附近存在着大片的“昏暗”区域，直径在3－70公里不等。在进行持续数月的分析后，科学家们终于发现，原来这些“昏暗”的区域正是由液态甲烷构成的湖泊（其中可能还混有乙烷和其他碳氢化合物）。而它们周围分布的条条“细线”则很可能是由甲烷构成的河流。目前的观测数据显示，土卫六的大气主要由氮气（占98.4％）和甲烷（占1.6％）组成。该卫星表面温度极低：赤道地区约为零下180摄氏度，两极地区还要低3－5度。长期以来，土卫六大气中的甲烷一直令科学家们感到困惑不解。

这是由于：甲烷在阳光的作用下会逐渐分解，因此在长时间的演化过程中，它们在土卫六大气中的含量应远远低于目前的数值。为了解释这一反常现象，科学家们曾在上世纪80年代初提出过一项假说，认为在土卫六的表面存在着大量的液态甲烷，正是它们的不断蒸发增加了大气中甲烷气体的浓度。

对于其形成原因，科学家有如下推测。西班牙天文学家乔西·科马斯·苏拉发现土卫六具有大气层以来，在其他卫星上未曾发现过大气层的存在。他解释说，“在土卫六上形成着具有传递运动的大气云层，因此静态电场和暴风雨状况可以形成。依据俄罗斯生物化学家亚历山大·奥帕金的理论和斯坦利·米勒的实验，土卫六具有雷电风暴活动性的大气层可能形成有机物质和早期生命形式，该条件下通过释放电量可从无机混合物中综合形成有机化合物。