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uFDish1周前
vol.109 土卫六无地下海洋 卡西尼号探测器的研究发现,土卫六没有地下海洋,其内部结构由岩石核心、水圈和冰壳组成。高压冰层产生了强烈的潮汐耗散,排除了海洋存在的可能。这一颠覆性发现挑战了传统认知,为未来的探索提供了新方向。 #银河 #外星人 #土卫六 #海洋生物 #太空 根据《Nature》2025年发表的关于土卫六(Titan)内部结构的研究论文,其没有全球性地下海洋但存在水圈的现象可通过以下多角度分析: 一、潮汐耗散与内部结构的矛盾性 1. 潮汐响应数据矛盾 高实部Love数(Re(k₂)≈0.608):早期被解释为存在液态海洋(因流体层会增强潮汐形变),但新研究发现: 无海洋模型同样能通过高压冰层的黏弹性变形产生高Re(k₂)。 显著虚部Love数(Im(k₂)≈0.135):直接反映潮汐耗散(相位延迟),数值远超含海洋模型的预测上限(Im(k₂)≤0.05)。 关键结论:潮汐耗散能量(3-4TW,Q≈5)必须来自固态内部,海洋会抑制下层耗散,故排除全球性海洋。 2. 高压冰层的关键作用 低黏度(~10¹² Pa·s):接近熔点的冰V/VI相在潮汐周期(15.9天)内发生黏弹性变形,成为主要热源(占耗散3.5TW)。 对流抑制海洋形成:高效的对流将热量快速导出,阻止冰层大规模融化(符合cenotectic点理论预测的冰壳厚度上限167km)。 二、水圈的结构与形成机制 1. 分层结构 外层冰Ih壳(~170km):低密度冰层,可能含甲烷包合物(clathrate),解释大气甲烷的长期存在。 高压冰层(~378km):冰III/V/VI相混合区,因接近熔点为“半熔融”状态(slushy layer),含液态水囊(melt pockets)。 岩石核心(~2026km):低密度(2591 kg/m³)暗示含水硅酸盐或有机物。 2. 局部液态水的来源 潮汐加热与对流:高压冰层局部熔化形成液态水囊,并通过对流上升至浅层。 化学共晶效应:盐分或有机物降低冰点,维持局部液态(实验显示高压下存在共晶点)。
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