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早期的泰坦是一个寒冷、充满敌意的生命之地

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-02  浏览次数:25
核心提示:土卫六是土星的一颗神秘的橘红色卫星,这令天体生物学家兴奋不已,因为它含有一些与地球生命起源相同的化学物质。它也有一个水文

土卫六是土星的一颗神秘的橘红色卫星,这令天体生物学家兴奋不已,因为它含有一些与地球生命起源相同的化学物质。它也有一个水文循环,允许液体在地面和大气之间流动,提供了一个支持生命的循环。

 

它的大气中有95%的氮,但也有少量甲烷,主要靠近地表。甲烷是重要,因为它有助于在月球上轻微的温室效应,尽管它的平均气温仍然是一个寒冷的华氏-292°。然而,如果没有这种温室效应,甲烷会冻结在地表,使任何可能存在的生命难以生存。


是什么在泰坦上产生甲烷是个谜。在地球上,它来自生物过程和火山,以及其他来源。


泰坦的甲烷被认为不到5亿年的历史,这使得天体生物学家想知道泰坦早期的大气层是什么样子的,那时几乎没有甲烷存在。它能反映出在生命到来之前地球在我们星球的早期历史中可能是什么样子吗?


最有可能的早期泰坦世界包围一个几乎纯和消除氮气氛,与今天类似的表面压力,但温室效应较小,行星科学家本杰明内说他在实验室的动态生产居里大学气象学研究时在法国。


查尔内说:“研究泰坦的过去有助于我们了解甲烷从哪里来,以及光化学是如何进化的。”现为华盛顿大学博士后研究员。“土卫六过去大气中甲烷含量较低的光化学可能更接近于早期地球上的大气化学,这种化学可能导致了生命的出现。”


Charnay补充说,如果40亿年前泰坦上存在甲烷,那么今天就会有大量的乙烷海洋,而不是我们观察到的较小的极地湖泊。他的研究最近发表在《伊卡洛斯》杂志上,题目是“泰坦的过去和未来:纯氮大气的三维建模和地质意义”。


一个研究小组说,泰坦上的北部湖泊和海洋充满甲烷,但可能对生命有害。


Charnay和他的合作者使用了一个模型来模拟泰坦早期的全球气候,假设月球几乎完全是一个氮环境。这个被称为“普通LMDZ”的模型是一个相当新的模型,但是已经在其他几个研究中被用来模拟地球早期的气候和太阳系外行星的气候。


他们发现,如果没有甲烷,泰坦上的温室效应将基本消失,从而导致月球气候的剧烈变化。在这个模型中,大气冷却和凝结,产生氮云和液氮的极地海洋。在两极,氮大气冻结了。


由于地表反射率非常高,液氮必须在地表冻结,就像在海王星的卫星Triton上一样。但是在泰坦的过去,如此高的反射率仍然是不可能的。Charnay的团队怀疑氮是液体,因为它可以解释我们今天在泰坦表面看到的一些山谷网络。


Charnay说:“液氮会比液态甲烷更有效地侵蚀月球表面,产生谷地网络,清除用来估算月球表面年龄的陨石坑。”“在泰坦上,我们目前看到的是山谷网络,但我们不知道它们是如何形成的。”


“泰坦的气候今天相当干燥,几乎没有甲烷沉淀。在这样的条件下,山谷网络的形成具有挑战性。研究人员相信泰坦在过去更加湿润,更多的甲烷雨解释了山谷网络的形成。这是一个合理的场景。但我们相信,液氮也可能发挥了重要作用。


早期的泰坦是一个寒冷、充满敌意的生命之地


泰坦上未知起源的山谷网络。一种新的气候模型表明,氮可能是造成这种现象的原因。


液氮也可以解释为什么泰坦的两极与地球的其他部分相比是扁平的。随着时间的推移,氮会渗入地壳并停留在那里,增加其密度,使两极变平。


潜伏在地下的生活吗?


Charnay的研究旨在更好地理解泰坦在其历史早期是如何出现的,而没有考虑生命的问题。然而,看


 
 
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