极端甲烷暴雨塑造了土星的月亮泰坦

土星最大的卫星泰坦（Titan）位于行星环之后，而较小的卫星Epimetheus。图片是由NASA的卡西尼号太空船拍摄的。NASA / JPL /空间科学研究所

加州大学洛杉矶分校（UCLA）最新发表的研究表明，甲烷暴雨似乎对塑造土卫六的冰面起着关键作用。

根据UCLA行星科学家和地质学家团队的研究，土星是土星60多个卫星中最大的一次，暴雨异常惊人。尽管风暴相对少见-每年每土卫二年（即地球半个半月）发生的次数少于一次，但发生的频率却比科学家预期的要高得多，为29年半。

加州大学洛杉矶分校行星科学副教授，这项研究的资深作者乔纳森·米切尔说：“我什至以为，即使是那样，这些事件也将是一千年一次。”该研究于10月9日发表在《自然地球科学》杂志上。“所以这真是一个惊喜。”

暴风雨在原本是沙漠的地形上造成了巨大的洪灾。米切尔说，土卫六的表面与地球极为相似，流淌的河水涌入大湖和海洋，而月球上的暴风云则带来了季风般的季节性倾盆大雨。但是泰坦的沉淀是液态甲烷，而不是水。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）泰坦（Titan）气候模拟研究小组的首席研究员米切尔（Mitchell）表示：“我们气候模型中最强烈的甲烷暴风雨每天至少倾泻一英尺的雨水，这与我们今年夏天在哈维飓风中在休斯敦看到的降雨量差不多。

加州大学洛杉矶分校的研究生，研究的主要作者肖恩·福克说，该研究还发现，极端的甲烷暴雨可能会在月球的冰冷表面留下印记，就像极端的暴风雨塑造地球的岩石表面一样。

在地球上，强烈的风暴会触发大量泥沙流，这些泥沙会扩散到低地，并形成称为冲积扇的锥形特征。在这项新研究中，加州大学洛杉矶分校的科学家发现，土卫六上极端降雨的区域格局与最近发现的冲积扇有关，表明它们是由强暴雨形成的。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）地貌学助理教授，该论文的共同作者，作者苏尔吉·穆恩（Seulgi Moon）说，这一发现证明了极端降水在塑造泰坦表面的作用。穆恩说，这一原理很可能适用于本身拥有大型冲积扇的火星以及其他行星体。进一步了解降水与行星表面之间的关系可能会导致人们对气候变化对地球和其他行星的影响产生新的见解。

泰坦的冲积扇被卡西尼号航天器上的雷达仪器探测到，该仪器于2004年底开始绕土星运行。卡西尼号飞行任务于2017年9月结束，当时美国国家航空航天局（NASA）对其进行了规制，要求其跳入地球大气层，以安全摧毁该飞船。

加州大学洛杉矶分校的博士后学者，该论文的合著者胡安·洛拉说，卡西尼号彻底改变了科学家对泰坦的理解。

尽管土卫六的冲积扇是一个新发现，但多年来，科学家一直盯着月球表面。卡西尼号到达土星后不久，雷达和其他仪器表明，巨人沙丘在土卫六的低纬度地区占主导地位，而湖泊和海洋则在其高纬度地区占主导地位。加州大学洛杉矶分校的科学家发现，冲积扇大多位于纬度50至80度之间-靠近月球南北半球的中心，但通常比两极更靠近赤道。

这种表面特征的变化表明，月亮在降水方面也有相应的区域变化，因为降雨和随后的径流在侵蚀土地和充填湖泊方面起着关键作用，而没有降雨则促进了沙丘的形成。

以前的模型表明，液态甲烷通常会在较高纬度上集中在土卫六的表面上。但是，先前的研究都没有研究过极端降雨事件的行为，这些事件可能会触发主要的泥沙输送和侵蚀，也没有显示出它们与地表观测的联系。

科学家主要使用计算机模拟来研究土卫六的水文循环，因为很难获得对土卫六上实际降水的观测结果，并且由于在土卫六上每年的时间长，卡西尼号只能观测到三个季节的月球。他们发现，虽然雨水大多聚集在土卫六主要湖泊和海洋所在的两极附近，但最强烈的暴雨发生在纬度60度附近-恰恰是冲积扇最集中的地区。

研究表明，强风暴的产生是由于高纬度地区较湿，凉爽的天气与低纬度地区中较干燥，暖和的天气之间的急剧差异。地球上类似的温度对比在中纬度地区产生了强烈的气旋，这就是造成暴风雪和暴风雪的原因，而暴风雪和暴风雪在整个北美的冬季都非常普遍。

该研究由NASA卡西尼号数据分析和参与科学家计划资助。

出版物：S. P. Faulk等人，“土卫六上极端降水的区域格局与观测到的冲积扇分布相一致”，《自然地球科学》，2017年； doi：10.1038 / ngeo3043