土星最大衛星泰坦,擁有類似北美聖安德列斯斷層的構造

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 15 日 17:36 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


泰坦(Titan)是太陽系中第二大衛星,僅次於木衛三蓋尼米德,過去便以擁有濃厚大氣層、高度懷疑生命體存在等特徵為科學家鍾愛。最近,夏威夷大學馬諾阿分校團隊在泰坦上發現類似北美洲聖安德列斯斷層的構造,作為地下液體上升到表面的途徑,可能促進有機物質運輸。

聖安德列斯斷層(San Andreas Fault)位於太平洋板塊與北美洲板塊交界處,屬於橫移斷層(hinge fault,又稱扭轉斷層、走滑斷層),長約 1,300 公里,是地球地層活動最頻繁的區域之一,2015 年電影《加州大地震》背景就是此斷層崩塌。

太陽系其他星球如:木衛二歐羅巴、土衛二恩克拉多斯等,也都有證據顯示存在橫移斷層,但與地球斷層由熔融內部對流驅動不同的是,這些衛星的斷層應是由行星潮汐力拉扯造成。

至於泰坦之前的雷達探測數據表明,它有一層由岩石般堅硬的水冰構成之厚殼,也是除地球外唯一已知表面(兩極地區)具有湖泊的天體,只不過液體成分為碳氫化合物,如甲烷、乙烷。

可惜泰坦大氣稠密難以直接觀察表面,因此可用數據有限,夏威夷大學馬諾阿分校團隊只好利用先斷層模型研究泰坦出現橫移構造的可能性。該模型考慮了泰坦的潮汐應力、斷層可能方向、地殼特性(比如孔隙流體壓力)、導致表面物質破裂所需的應力等,發現潮汐應力與孔隙流體壓力結合後可以降低冰殼的剪切強度(Shear strength),促使淺層地殼出現斷層,尤其是靠近赤道處呈東西走向。

▲ 泰坦可能擁有類似北美洲聖安德列斯斷層的構造。(Source:夏威夷大學馬諾阿分校

研究人員 Liliane Burkhard 表示,這可能成為泰坦內部液體上升至表面的途徑,並可能將有利於維持生命的有機物質運上來。

未來幾年,世界各國科學機構將針對這些天體啟動多項遙測任務,包括 ESA 預計 2022 年調查木衛三的 JUICE 探測器、NASA 預計 2024 年調查木衛二的 Clipper 探測器以及 2027 年調查泰坦的蜻蜓號(Dragonfly)探測器,隨著探測器鎖定探索地區、可能鑽探地下海洋、產生新觀測數據結合建模,將加強我們對地球外水冰地殼的理解。

(首圖來源:NASA

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