新的研究揭示了泰坦变换甲烷降雨的冰冷含水层

科学家建模的甲烷降雨径流如何与土星的月亮泰坦的多孔冰冷的地壳相互作用，发现地下甲烷“含水层”可能使其组成随着时间的推移而改变，因为形成了叫做克拉汞的材料。图像

新出版的研究详情泰坦的甲烷降雨在地下水库内与冰冷的材料相互作用，导致形成丙烷和乙烷的水库，可以饲养一些河流和湖泊。

美国宇航局和欧洲航天局Cassini Mission揭示了数百名湖泊和海洋，遍布土星月亮泰坦的北极地区。这些湖泊不含水，而是用碳氢化合物，一种有机化合物，其在地球上天然发现并包括甲烷。泰坦湖的绝大多数液体被认为是由月球大气层的云层的降雨补充。但是液体如何移动和循环泰坦的地壳和氛围仍然相对不为人知。

最近由法兰西大学Cassini Research助理的Olivier Mousis领导的研究审查了泰坦的甲烷降雨将如何与地下水库内的冰冷材料互动。他们发现称为Clathrates的材料的形成改变了降雨径流的化学成分，为这些碳氢化合物“含水层”。该过程导致丙烷和乙烷的储层形成，可以进入一些河流和湖泊。

“我们知道泰坦表面的大部分湖泊可能与泰坦的地壳下面的液体的隐藏体相连，但我们只是不知道它们是如何互动的，”穆斯斯说。“现在，我们更好地了解这些隐藏的湖泊或海洋可能的样子。”

Cornell University的穆斯和同事，加利福尼亚州帕萨迪纳帕萨迪纳，普斯纳州普拉萨的喷气机推进实验室，建模了液体碳氢化合物的地下储存器如何通过泰坦的多孔，冰冷的地壳来扩散或传播。他们发现，在原有的储层底部，含有降雨量的甲烷，第二个水库将慢慢形成。这个二级水库将由克拉斯特组成。

Clathrates是水形成晶体结构的化合物，其中小笼子捕获甲烷和乙烷等其他物质。在某些极地和海洋沉积物的地球上发现含有甲烷的脾气。在泰坦，当液体烃与水冰接触时，表面压力和温度应允许塑料形成，这是月球外壳的主要组成部分。这些克拉特拉特层可能保持稳定，远低于泰坦表面的几英里。

在称为分馏的过程中，克拉内特的特殊特性是它们捕获和分离成液体和固相的混合物。泰坦的地下克拉尼特水库将与原始地下烃湖中的液体甲烷与液体甲烷相互作用，慢慢改变其组成。最终，原来的甲烷含水层将被变成丙烷或乙烷含水层。

“我们的研究表明，泰坦地下液体储层的组成可以通过与冰冷地下的互动来显着变化，只要水库被从大气中切断了一段时间，”JPL的三个共同之三穆斯斯研究的作者。

重要的是，地下的化学转化会影响泰坦的表面。来自丙烷或乙烷地下储层的弹簧喂养的湖泊和河流将显示出相同种类的组合物，而降雨喂养的那些将是不同的并且含有显着的甲烷。这意味着研究人员可以检查泰坦表面湖泊的组成，以学习关于在地下深处发生的事情的事情，说穆斯斯。

该结果在2014年9月1日发表，印制伊卡斯杂志的问题。该研究由法国中心国家D'Etudes Spatiales（CNES）和NASA资助。

卡西尼－惠更斯号飞行任务是美国宇航局，欧洲航天局和意大利航天局的一项合作项目。该使命由美国宇航局的喷气机推进实验室，加利福尼亚州帕萨迪纳，华盛顿州科学任务局。帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理JPL。

出版物：Olivier Mousis等人，“泰坦液体和包裹水库之间的平衡构成”，ICARUS，第239卷2014年9月1日，第39-45页; DOI：10.1016 / J.ICarus.2014.05.032.

研究报告的PDF副本：泰坦液体与包装水库之间的平衡组成

图像：ESA / ATG MEDIALAB