科学家：我们可能错了，土卫六可能并不是之前认为的那样

在土星的众多天然卫星中，土卫六（Titan）是最大的，它是已知的太阳系中唯一一颗拥有浓密大气层的卫星，同时也是除地球之外唯一一颗在其表面广泛存在液态物质的星球，只不过这些液态物质，并不是我们地球上的液态水，而是在大约零下179℃的极低温度下呈液态的碳氢化合物（如甲烷、乙烷等）。

在过去的日子里，科学界普遍认为，尽管土卫六的表面温度无法维持水以液态的形式存在，但在其地下深处，却有大量的液态水，它们构成了一层巨大的液态水海洋。为什么这么说呢？

简单来讲，这是因为多项观测显示，土卫六含有大量水分（约占其总质量的40%至60%），这些水主要分布在外层，而内层则以岩石物质为主，呈现出明显的分层结构，不过在其最外层的水并非液体，而是以厚厚的水冰形式存在。

重要的是，科学家还发现了一个特殊的现象，那就是土卫六在围绕土星运行时，会受到来自土星的潮汐力的影响，表现出了明显的周期性潮汐变形，并且其响应幅度远超完全固体天体所应呈现的程度。

科学家据此认为，土卫六外层的冰壳与内部岩石核心之间并非紧密相连，在两者之间，应该存在着一层厚厚的液态水海洋，它起到了类似“润滑剂”的作用。

那维持液态水的热量从何而来呢？一个合理的解释就是，土卫六的潮汐变形会让其内部物质因为摩擦生热，另一方面，其核心的放射性物质在衰变时也会释放可观的热量。

可以看到，这种“地下海洋模型”能够合理地解释土卫六冰壳的潮汐变形，也正因为如此，它在过去的日子里得到了科学界的普遍认同。

但现在，这种模型遭到了挑战，在一项近日发表在《自然》杂志的新研究中，科学家表示，我们可能错了，土卫六可能并不是之前认为的那样拥有巨大的地下海洋。

据了解，此次研究仔细分析了“卡西尼号”（Cassini）探测器多年以来的无线电跟踪和重力场数据，并利用改进的技术提升了数据精度。

结果发现，在土卫六潮汐形变的过程中，其形变响应并没有跟上潮汐力的“节奏”，而是有一个大约15个小时的滞后。

什么意思呢？简单来讲就是，土卫六围绕土星的轨道是椭圆的，它与土星的距离会时近时远，如此一来，来自土星的潮汐力也会时大时小，当其达到峰值时，土卫六的形变却没有迅速达到最大，而是拖延了15个小时才完成。

需要知道的是，土卫六的公转周期也就是大约16天，这就意味着，15个小时的时间差，就表明了在它的内部，存在着一种巨大的潮汐耗散机制在起作用，但如果土卫六真的像之前认为的那样拥有巨大的地下海洋，这种机制就不应该存在。

所以能解释这种高达15小时滞后现象的，就应该是一种更高黏度的物质。这就好比是一杯水和一杯蜂蜜，你晃动杯子，水几乎瞬间就会跟着晃动，而粘稠的蜂蜜的响应时间则会比水更慢。

具体是什么物质呢？此次研究给出的答案是：在土卫六的内部，我们之前认为的那个地下海洋应该不存在，实际上，那里的物质应该是由在高压下形成的冰层、冰晶和分布在其中的液态水组成的混合物质层。

（上图为此次研究给出的新模型，其中浅绿色、浅蓝色和浅紫色分别代表冰III、冰V和冰VI，紫红色代表液态水）

根据理论模型的模拟，这种固液混合的物质层，其内部晶体之间的摩擦以及流体在孔隙间流动的阻力，会在整体上形成一种巨大的潮汐耗散机制，如此一来，就非常合理地解释了那15个小时的时间差。

(上图展示了土卫六在“拥有地下海洋”、“完全冻结”以及“混合物质层”这三种情况下的潮汐变形，只有“混合物质层”才最符合实际情况)

那么问题就来了，我们曾乐观地认为，在土卫六的地下海洋中有可能存在生命，如果说没有地下海洋，那是不是希望就落空了呢？

对于这个问题，科学家表示，土卫六不存在地下海洋，并不代表我们失去了在那里找到生命的希望，与之相反，由于在其内部的混合物质层里，液态水被分割在更小的水体之中，所以营养物质的浓度会比在之前认为的地下海洋中更高，这可能更有利于简单生物的生存。

当然了，这也只能说是一种合理的推测，具体情况如何，还有待进一步的探索。

参考资料：Titan’s strong tidal dissipation precludes a subsurface ocean，Nature 648, 556–561 (2025). doi.org/10.1038/s41586-025-09818-x