科学探索|景观形成模型解释了为什么土星卫星泰坦地貌类似地球景观形成模型解释了为什么土

一个新的假设显示，一个由季节驱动的全球沉积周期可以解释土星卫星土卫六泰坦上地貌的形成。这项研究表明，这个外星世界可能比以前认为的更像地球。
土星的卫星泰坦，从太空中看起来非常像地球，河流、湖泊和海洋被通过厚厚的大气层涌入的雨水填满。虽然这些景观看起来很熟悉，但它们是由毫无疑问不同的材料构成的，液态甲烷流搅动着土卫六的冰冻表面，而氮气风则产生碳氢化合物沙丘。

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这些材料的存在，其机械性能与构成我们太阳系中其他已知沉积体的硅酸盐类物质有很大的不同，使得泰坦的景观形成变得神秘莫测。斯坦福大学地质学家Mathieu Lap?tre和他的同事通过确定一个过程，使烃基物质根据风吹和溪流的频率形成沙粒或基岩，展示了土卫六独特的沙丘、平原和迷宫地形是如何形成的。
最近发表在《地球物理研究快报》杂志上的这个新模型显示了这个季节性周期是如何发挥作用。这个模型增加了一个统一的框架，使我们能够理解所有这些沉积环境是如何共同发挥作用。为了建立一个能够模拟土卫六独特地貌形成的模型，研究者首先必须解决有关该行星体上沉积物的最大谜团之一。它的基本有机化合物如何转变为形成独特结构的颗粒。在地球上，表面的硅酸盐岩石和矿物随着时间的推移被侵蚀成沉积物颗粒，通过风和溪流移动，沉积在沉积物层中，最终在压力、地下水，有时还有热量的帮助下，重新变成岩石。然后这些岩石继续通过侵蚀过程，这些材料在地质时期通过地球的层层循环。

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在土卫六上，研究人员认为类似的过程形成了从太空中看到的沙丘、平原和迷宫式的地形。但是，与地球、火星和金星不同的是，在这些地方，硅酸盐衍生的岩石是产生沉积物的主要地质材料，而泰坦的沉积物被认为是由固体有机化合物组成的。科学家们还没有能够证明这些有机化合物如何成长为沉积物颗粒，从而在地貌上和地质年代中被运输。
随着风的运输，这些颗粒互相碰撞，并与表面碰撞。这些碰撞往往会随着时间的推移减少颗粒的大小。我们所缺少的是能够抵消这种情况并使沙粒在整个过程中保持稳定尺寸的生长机制。研究小组通过研究地球上被称为卵石的沉积物找到了答案，卵石是小的球形颗粒，最常在热带浅海中发现，如巴哈马周围。当碳酸钙从水体中被拉出并分层附着在石英等颗粒周围时，就形成了卵石。
【科学探索|景观形成模型解释了为什么土星卫星泰坦地貌类似地球】卵石的独特之处在于它们是通过化学沉淀形成的，这使得卵石能够生长，而同时侵蚀过程减缓了生长，因为晶粒被海浪和风暴砸到了彼此之间。这两种相互竞争的机制通过时间相互平衡，形成恒定的颗粒大小。研究人员认为这一过程也可能发生在泰坦上。