土卫六表面的“干涸硬皮”原来是这样来的

材料牛注：土星最大的卫星——土卫六，它表面的干涸硬皮是如何形成的？土卫六上的水循环是如何运行的？科学家们最近发现的新材料带你揭开它神秘的面纱。

来自澳大利亚核科学技术组织的研究员，使用澳大利亚同步加速器，模拟出土卫六的地表环境，然后，在这种环境下测定出了一种新材料的原子结构。它的原子按晶体结构排列，这就暗示着这种材料可能形成于这个庞大卫星上的“湖泊”蒸发之时，类似于地球上的海水蒸发后留下的“皮”。

在地球上，湖泊蒸发留下的是含盐和水合物的材料。而土卫六上的水文循环是由甲烷和乙烷构成的，不像地球一样由水构成。所以，这种含盐和水合物的材料在土卫六上是不存在的。

那么，土卫六上这种新材料的成分是什么呢？美国宇航局喷气推进实验室的小伙伴使用光谱分析首次发现：它是由苯和乙烷在土卫六的表面温度——90K(即-179.2°C)条件下通过共晶反应而得。

最近，Helen Maynard-Casely 等人同样在模拟的土卫六表面的低温实验条件下，使用粉末衍射仪，使x光作用于新材料中的电子，测定出这种材料的晶格结构是一种基于纯苯的结构。

Maynard-Casely说：“这种类似于纯苯的结合键在其它行星材料中尚未发现，其结合强度甚至比得上常温下氢键 (如冰中部分氢与氧之间的键)的键强。”进一步的研究表明，在这种材料的分子结构中，苯分子对称分布在乙烷周围，形成一个由乙烷填充其中的通道。

早期的研究显示：土卫六厚厚的大气层、云、湖泊和海洋都是由甲烷和乙烷的混合物组成的，山和沙丘由颗粒状的碳氢化合物组成。所以，当土卫六上的湖泊干涸后是有可能形成这种新材料的(卡西尼宇宙飞船已经见过不少这样的干湖)。 土卫六“湖泊”中的液体是甲烷和乙烷的混合物，甲烷蒸发，就会把乙烷留在上文所述的管道状结构中。

与地球相比，尽管存在化学成分的显著不同，我们还是可以看到地球与土卫六之间很多相似的特征——其中一个共性就是土卫六上有类似于地球的干涸的湖床。

Maynard-Casely 说：“土卫六上云、湖泊的蒸发材料以及形成“干涸硬皮”之前的中间产物至今仍是未解之谜，目前我们面临的主要挑战就是要充分研究土卫六的表面材料，这样才能方便解释它的表面形貌。”

曾经，水文循环被认为是地球所独有的。但最近发现在冥王星等其它行星上同样有水文循环的存在。不过，在表面温度很低的土卫六上，这些过程的发生需要更长的一段时间。

随着科学家们对土星研究的进一步进展， 我们对土卫六表面材料的了解会越来越多，相信很快我们就可以解释土卫六奇怪的表面形貌了!

原文参考地址：Mysterious material that could form Titan's dried up 'crusty' lakes recreated on Earth

感谢材料人编辑部杨洪期提供素材