土卫六（Titan，又称为泰坦星）是环绕土星运行的一颗卫星，是土星卫星中最大的一个，也是太阳系第二大的卫星。荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯在1655年3月25日发现它，也是在太阳系内继木星伽利略卫星后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星，因此被高度怀疑有生命体的存在，科学家也推测大气中的甲烷可能是生命体的基础。土卫六可以被视为一个时光机器，有助我们了解地球最初期的情况，揭开地球生物如何诞生之谜。土卫六上的表面重力极低，和月球相当，但又拥有浓厚大气层，其表面的大气压约为地球的1.5倍，这种奇特的现象对研究行星大气学是一个很好的题材。同时浓厚的大气加上相当低的表面重力令登陆和起飞更容易。

天体概述

土卫六的英文名称“泰坦”，是土星最大的卫星，也是太阳系中的第二大卫星，在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但2012年初的观测也显示其浓密的大气可能使人们过高估计了土卫六的直径，如同许多其他的卫星一样，土卫六比冥王星的质量和体积都要大。

名称来历

土卫六的发现者惠更斯简单地把它称为Saturni Luna（土星的卫星）。其他另外七颗当时已知的土星卫星的名称来自约翰·赫歇尔爵士（约翰·赫歇尔是威廉·赫歇尔爵士之子，威廉·赫歇尔本人发现了土卫一和土卫二），约翰·赫歇尔在1847年出版的《在好望角天文观测的结果》一书中把这颗新卫星命名为泰坦，泰坦在神话中是克罗诺斯（即希腊神话中的萨坦-Saturn-土星）的妹妹。

物理特性

土卫六平均半径2575千米，质量1.345×1023 千克，平均密度1.880×103 千克/立方米。

土卫六环绕土星公转轨道半长径为1221850千米，偏心率0.0292，轨道平面与土星赤道面的交角为0.33°，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气，主要成分是氮，表面大气压力1.5×105 帕斯卡，表面温度-178℃。

土卫六质量与木卫三，木卫四，海卫一，小行星134340大体类似。土卫六一半是水冰一半是固体材料。在多个不同结晶状冰层的3400千米下有一个固体核心。其核心内部应该仍然炽热。虽然土卫五以及其他的土星卫星也类似，但土卫六的核心密度更大，这是因为它体积巨大造成重力压缩其内部造成的。

土卫六大气的94%是氮气，那里还有大量不同种类的碳氢化合物残余（包括甲烷、乙烷、丁二炔、甲基乙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷），以及二氧化碳、氰、氰化氢和氦气。这些碳氢化合物被认为来自于土卫六上层大气中的甲烷。当甲烷因为太阳辐射而发生反应就会产生浓密的桔红色烟云。土卫六表面那像是被涂上了一层柏油的有机物沉淀叫做tholin。土卫六没有磁场保护，所以当它有时运行在土星的磁气层外时，便直接暴露在太阳风之下。这导致大气电离并在大气上层释放出一些分子。

土卫六的大气中会有少量的水蒸气存在。其表面除了覆盖全球的迷雾之外也有各种不同的云。云可能是由甲烷，乙烷或简单的有机物组成。其他稀有的复杂化学物质是土卫六在太空外观呈现橙色的原因。

大气情况

大气情况土卫六是已知拥有真正大气层的卫星，其他的卫星最多只是拥有示踪气体.。大气的存在是1944年首先被杰勒德·柯伊伯（Gerard P.Kuiper）使用光谱望远镜发现的，他发现土卫六大气的甲烷局部压力达到100毫巴。后来，旅行者太空船的观测也证实土卫六上拥有大气，事实上，土卫六的大气压比地球还要大一点，星球表面的压力是地球的1.5倍。土卫六表面浓密的云层遮盖住了它的表面地貌。人们一般认为土卫六表面是固态或液体乙烷。从地球的雷达测量发现那里没有大范围的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。后来，科学家对卡西尼太空船发回的照片进行研究，认为土卫六上或许根本不存在液态甲烷海洋。研究人员曾通过地面望远镜对土卫六进行观测，他们当时认为，种种迹象显示这一土星卫星上可能存在液态海洋。但是，科学家们对得出的结论仍有疑惑之处，因为以前的观测显示土卫六表面确有着闪烁的液体反光，尤其是几年前通过大型无线电望远镜观测的结果更证明极有可能存在液体海洋。土卫六大气的98.44%是氮气，是太阳系中惟一除了地球外的富氮星体，那里还有大量不同种类的碳氢化合物残余（包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氢和氦气）。这些碳氢化合物被认为来自于土卫六上层大气中的甲烷。当甲烷因为太阳辐射而发生反应就会产生浓密的桔红色烟云。土卫六表面那像是被涂上了一层柏油的有机物沉淀叫做tholin。土卫六没有磁场保护,所以当它有时运行在土星的磁气层外时，便直接暴露在太阳风之下。这导致大气电离并在大气上层释放出一些分子。

在接近表面时，土卫六的温度大约是94K(-179.15℃)。水冰在这种温度下会升华，所以大气中会有少量的水蒸气存在.土卫六表面除了覆盖全球的迷雾之外也有各种不同的云。云可能是由甲烷，乙烷或简单的有机物组成。其他稀有的复杂化学物质是土卫六在太空外观呈现橙色的原因。

2004年11月卡西尼号飞越过土卫六照片中明亮多云的南极,但并未发现期望的甲烷存在.这令科学家们困惑,対云成分的相关研究仍然在进行中,人们过去关于土卫六大气的知识可能需要重新书写。

2004年卡西尼号观测大气的结果发现土卫六大气“超级旋转”，就像金星那样，其大气要比表面旋转快很多。

据美国科学日报报道，近期，西班牙格拉那达大学和瓦伦里亚大学的物理学家们通过分析“惠更斯”探测器对土卫六的特殊观测数据，明确地证实土卫六大气层中存在着雷电风暴等自然电活跃性活动。科学团体认为有机分子、早期生命形式可能形成于行星或卫星具有雷电风暴的高层大气层中。

自从1908年，西班牙天文学家乔西·科马斯·苏拉发现土卫六具有大气层以来，在其他卫星上未曾发现过大气层的存在。他解释说，“在土卫六上形成着具有传递运动的大气云层，因此静态电场和暴风雨状况可以形成。依据俄罗斯生物化学家亚历山大·奥帕金的理论和斯坦利·米勒的实验，土卫六具有雷电风暴活动性的大气层可能形成有机物质和早期生命形式，该条件下通过释放电量可从无机混合物中综合形成有机化合物。

表面特征

2004年11月26日的一次飞越土卫六的观测，发现土卫六光滑的表面上只有很少的冲击环形山，这些环形山在光线的作用下明暗对比强烈。这大概是土卫六烃雨或烃雪落入环形山或火山喷发活动活跃造成的经常地壳重构所致。

探测器的分光器发现亮区和暗区发射的太阳光波长一样，这就意味着它们可能由相同的物质组成（或者至少是覆盖着相同的物质）。至于到底是什么物质，人们依然不清楚。人们曾希望凭借探测器观测物体或液体反射光线而发现的烃湖或烃海并未被探测到。这使得科学家怀疑土卫六表面可能是完全呈冰状或泥泞状态。

为了更好地了解表面地貌，卡西尼太空船在飞近土卫六时使用了雷达遥感测绘技术。传回的第一张图片就展现地表是一个复杂，崎岖与平坦并存的区域。这种地貌看来应该是由火山造成的。火山可能喷发出水和氨水。另外也发现了一些好像风蚀产生的条纹状地貌。还有一些看起来是已经被填平的冲击环形山，其中的液体可能是液态烃。湖中有或没有什么现在仍然无法确定。另有一些区域返回的信号看来，可能是固体或液体，但其他的解释仍然存在。

地表温度

天文学家认为，这颗卫星的寒冷程度超过南极洲，其平均地表温度低达零下292华氏度(零下180摄氏度)。科学家表示，虽然土卫六上如此寒冷，会使水始终保持固体状态，但是它上面的风、雨，使它成为太阳系中与地球最相像的天体。

宜居指数

2011年11月，一支由美国华盛顿州立大学科学家领导的国际研究团队对多个可能宜居的行星和卫星进行综合评估，设计出行星宜居度指数和地球相似度指数两大指标体系，对可能存在外星生命的星球进行可能性排序。

地球相似度指数是用来评估行星或卫星与地球究竟相似到何种程度，该指数考虑的因素包括星球大小、密度以及与主恒星的距离等。行星宜居度指数需要考虑许多不同的因素，如星球表面究竟是岩质的还是冰冻的、星球是否有大气层、是否有磁场等。此外行星宜居度指数还考虑生物体是如何获得能量的，是利用主恒星的光能还是通过一种被称为“潮汐可挠性”的过程获得能量。化学因素也是行星宜居度指数考虑的因素之一，如是否存在有机化合物等。

根据研究结果，地球相似指数最高的为系外行星Gliese 581g，分值为0.89。而土卫六的宜居指数为0.64，在诸多行星及卫星中位居首位。

探测记录

旅行者号

旅行者1号和旅行者2号曾经检视过土卫六。旅行者1号曾试图尽可能的接近土卫六；不幸的是，旅行者1号上没有仪器能够穿透土卫六上的迷雾，因为当时不知道上面有云层的存在。

卡西尼—惠更斯号

2004年7月1日，卡西尼—惠更斯号到达土星，并且使用雷达测量土卫六表面地形。

2004年11月26日，卡西尼—惠更斯号在飞跃到土卫六上方并且拍摂下很多高分辨率的土卫六表面图像，展现了人眼从来没有见过的明暗斑块。

2004年12月25日，卡西尼—惠更斯号释放出了惠更斯号，惠更斯号在2005年1月14日进入土卫六大气层进行详细探测。

2006年12月26日，土卫六北极地区的薄雾和云层。“卡西尼”号探测器的土星之旅开始于2004年7月。在“卡西尼”号土星之旅的大部分时间里，由乙烷和甲烷组成的薄薄云层笼罩着土星北极的湖泊。

2009年8月25日，行星科学家在“卡西尼”号分光计数据中首次发现了一处奇怪的环形地形，并将其命名为“帕克西”。陨石坑通常是由小行星、彗星和流星撞击而成，是研究星球表面的地形年代和侵蚀程度的理想工具。

2012年3月，13项关于土卫六的研究发现了此前在该星球表面从未发现过的陨石坑和河流三角洲，同时绘制出更为精确和细致的土卫六表面和内部地图。这些研究成果都来自于美国宇航局“卡西尼”号探测器近8年来的探测数据，科学家们的研究论文发表于2012年1月出版的《行星与太空科学》杂志之上。

2012年6月，《自然》杂志公开的论文称，“土卫六”上一处位于热带的区域在近红外光谱图像中显示存在暗区，极可能是大隐隐于干旱区的湖泊，而甲烷的来源则是地表下的液态甲烷绿洲。此发现将扩大该卫星上生命可能起源的范围。

2012年7月，据美国宇航局网站报道，来自卡西尼探测器的数据显示土星最大的卫星土卫六冰封的地下可能存在一个液态水层。有关这一发现的论文已经被发表在《科学》杂志上。

2012年10月，根据美国宇航局卡西尼号探测器发回的图像，科学家们在土卫六上辨认出一些巨大的高温穹窿形构造。这很像烘烤面包时看到的情况，当进行烘烤时，面包的表皮会凸起并开裂。科学家们认为在土卫六上，正在发生相类似的情形。研究人员在土卫六表面观测到的一条长约70公里的狭长裂谷是由于下部物质受热上涌引起的地表开裂，这种上涌的物质有可能是岩浆。

2012年12月，卡西尼号土星探测器拍摄到土卫六上的神秘河道，酷似埃及的尼罗河，构成了壮观的河流系统，科学家认为土卫六上存在太阳系中除地球之外唯一的液态物质循环体系。

土卫六大气环境非常寒冷的，这意味着即便是有水存在也无法自由流淌。科学家认为土卫六上的液体由液态甲烷、乙烷等碳氢化合物组成。有趣的是，在卡西尼号探测器显示的土卫六河流系统并不是一个完整通畅的沟渠，而是存在部分的断层线，这个信息暗示了土卫六基岩中存在断裂现象。

科学研究

或存在生命

土卫六上存在丰富的有机化合物和氮等元素，与地球早期生命形成时的环境相似。土卫六上的氰和烃在一定情况下可生成腈，再被星球上的水冰水解，生成羧酸和胺类物质，而这两者还可以生成具有重大意义的氨基酸。不过，土卫六上也存在制约生命存在的重要因素。一是温度过低，二是尚未发现液态水的存在，三是土卫六没有磁场保护，所以当它有时运行在土星的磁气层外时，便直接暴露在太阳风之下，辐射可能使生命无法存在。

科学家称，土星的卫星土卫六上巨大的碳氢化合物“冰山”湖可形成奇异生命形式。美国宇航局的研究人员表示，这一最新理论或许还能解释来自这颗卫星上的巨大湖泊和海洋的奇怪读数。

发现液体甲烷巨大湖泊

土卫六表面的这个新湖泊覆盖面积有1.3万平方英里（3.4万平方公里），它位于土卫六南极位置，具有部分湖泊特征。自从“卡西尼”探测器2004年抵达土星体系，科学家就致力于研究土卫六极地附近甲烷湖泊的特征，该研究证实了大型寒冷的卫星也存在着甲烷雨。

科学家指出，这种新湖泊只是浅薄的沼泽地，但是观测数据显示当暴风雨来到时，湖泊将形成足够深、奔流向前的液体甲烷。前不久，美国约翰斯－霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家伊丽莎白－图特尔说：“土卫六表面的雷暴模型显示一次暴风雨便可形成数十厘米深的甲烷雨水。”美国宇航局戈达德太空研究协会研究小组成员托尼－德尔杰尼奥（TonyDelGenio）称，这项研究是证实土卫六表面存在液态甲烷的最直接证据。

图特尔说：“人们看到土卫六上空的这种云层非常类似于地球的云层，同时人们发现该区域表面有液体洪流的迹象。”德尔杰尼奥补充指出，“卡西尼”探测器科学家在此之前并未注意到这个新湖泊的形成，当时由于科学家们意识到该区域可能出现大雨，便投入更多的精力观测出现大雨的特征，忽视了土卫六表面形成新湖泊的迹象。

科学家非常兴奋这项研究发现揭示了土卫六的气候特征变化，当2004年“卡西尼”探测器抵达土星体系，正值土卫六南半球处于夏季，北半球处于冬季，暴风云主要聚集形成于土卫六南极地区。季节正接近于春分，这儿不再有任何南半球暴风。德尔杰尼奥说：“暴风雨主要集中在中纬度地区，偶尔会出现在低纬度地区。”

2008年，“卡西尼”探测器已完成了4年勘测任务，计划延长勘测时间至2010年。该探测器现运行状况健康正常，任务操作员希望今后进一步延长其工作寿命。

图特尔在约翰斯－霍普金斯大学实验室的同事拉尔夫－罗雷兹（Ralph Lorenz）并未直接涉及这项研究，他指出像这样的研究将有助于人们理想地球气候变化的特点。他在一封电子邮件中写道：“土卫六大气层拥有大量的甲烷潮湿气体，因此在度过漫长的干旱之后会出现强烈的暴风雨天气。”

冰封地下或存在海洋

2012年7月2日消息，据美国宇航局网站报道，来自卡西尼探测器的最新数据显示土星最大的卫星土卫六冰封的地下可能存在一个液态水层。有关这一发现的论文已经被发表在最新出版的《科学》杂志上。

论文第一作者，卡西尼项目组成员，意大利罗马第一大学的卢西亚诺·列斯(Luciano Iess)说：“卡西尼探测到土卫六大幅度的潮汐起伏，这几乎必然让人得出其地表下方存在一个隐匿着的海洋的结论。”他说：“对于水的搜寻是太阳系探测行动的一项重要目标，而现在我们又锁定了一个新的，可能富含水的天体目标。”

让科学家们做出此项发现的是潮汐变形现象。土星的巨大引力会让土卫六不断发生拉升或挤压变形。如果土卫六完全是由固态岩石组成的，那么来自土星的引力会造成其地表隆起，形成所谓的“固体潮”，其高度应为3英尺(约合1米)左右。然而卡西尼号的实测数据显示这一隆起高达30英尺(约合10米)。这一数据暗示土卫六这颗星球并非完全由固态的岩石物质组成。

起先科学家们并无把握卡西尼号能否探测到由土星引力引起的潮汐隆起。然而卡西尼探测器竟然做到了，它在2006年2月27日至2011年2月18日期间先后6次近距离飞越土卫六，在此期间对土卫六的重力场进行精确测量。这些重力场数据，加上美国宇航局深空网(DSN)的协助，最终精确地给出了土卫六表面潮汐隆起的大小数值。

萨米·阿斯玛(Sami Asmar)来自美国宇航局喷气推进实验室(JPL)，同时也是卡西尼项目组成员，她说：“我们进行了超高精度的测量工作，很幸运的是卡西尼号探测器和深空网天线之间保持了非常稳定的联系。土卫六在土星引潮力下形成的潮汐隆起，相比其它巨行星，如木星的一些卫星上所形成的潮汐隆起而言并不显著。然而在缺乏实地钻探条件的情况下，重力场数据已经是目前我们能够获知土卫六内部结构的最好方法了。”

要形成实测值大小的潮汐隆起效应，土卫六地下的海洋层不必很厚很深。一个位于其坚硬的可变形外壳和内部岩石地幔层之间的液态水层就可以让土卫六在围绕土星周围运行时呈现如观察值所反映的那种隆起或压缩现象。由于土卫六地表主要是由水冰组成的，这在外太阳系卫星中十分常见，科学家们相信土卫六的海洋主要成分也应该是液态水。

在地球上，来自月球和太阳的引力作用会在地表海洋上引起潮汐。在开阔的海域，这一隆起数值可达2英尺(约60厘米)。来自月球和太阳的引力也会造成地壳中形成固体潮，其幅度约为20英寸(50厘米)。

科学学推测土卫六可能的内部结构

在土卫六表面下方存在液态海洋这一点本身并不能构成这里可能存在生命的结论。科学家们倾向于认为只有当液态水跟岩石之间存在直接接触时生命才更有可能出现。而我们目前并无法确认这一海洋的海底是否是由岩石构成的。

这一探测结果对于揭开土卫六上的甲烷持续补给之谜具有重要意义。在土卫六大气中甲烷含量非常丰富，然而研究人员认为甲烷在大气中应当是不稳定的，如果土卫六大气能长期保持丰富的甲烷含量，那么就必定存在一个能持续供应甲烷物质的来源。

乔纳森·鲁宁(Jonathan Lunine)是美国康奈尔大学的卡西尼项目成员，他说：“土卫六地下存在液态水层的发现非常重要，因为我们希望能理解甲烷是如何被存储在土卫六内部的，以及这些储存的甲烷又是如何被释放出来的。”他说：“这一点非常重要，因为土卫六所有的不同寻常之处都和丰富的甲烷含量有关，但是其大气中的甲烷气体早就应该在地质学意义上的短时间内被破坏了。”

设想一个液态水构成的地下海洋，其中充满了氨，这些氨水沿着裂隙和孔隙上升到地表层，释放出冰层中的甲烷气体。与此同时这样一个地下海洋也可以作为甲烷储备池。

发现巨型高温穹窿构造

2012年10月22日消息，根据美国宇航局卡西尼号探测器发回的最新图像，科学家们在土星最大的卫星土卫六上辨认出一些巨大的高温穹窿形构造。这很像烘烤面包时看到的情况，当进行烘烤时，面包的表皮会凸起并开裂。现在科学家们认为在这颗土星最大的卫星上，正在发生相类似的情形。

此前科学家们在金星表面观测到过相似的地形，在金星表面一座名为库纳皮皮(Kunapipi)的火山山顶，探测器拍摄到一个直径大约20英里(约合30公里)的穹窿状凸起。研究人员也相信，在土卫六表面观测到的一条长约70公里的狭长裂谷也是由于下部物质受热上涌引起的地表开裂，这种上涌的物质有可能是岩浆。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)卡西尼项目组雷达设备科学家罗斯里·罗普斯(Rosaly Lopes)表示：“这种穹窿形构造是此前我们从未在土卫六上观测到过的，这显示，即便是在长达8年的探测之后，这颗星球仍在持续地给我们带来惊喜。”

这种独特的构造地形可能和地球上的岩盖相类似，所谓岩盖就是指上升入侵的熔岩冷凝形成的。美国犹他州境内的亨利山便是这种地貌的典型代表。而这张显示穹窿构造的图像是由卡西尼号探测器在2012年5月22日使用雷达设备拍摄的。

另外一个由艾伦·斯托芬(Ellen Stofan)领衔的卡西尼科学家小组对土卫六南半球的雷达图像进行了仔细审视，并在这里发现了古代海岸线的痕迹。土卫六是除了地球之外唯一一个被确认拥有稳定液体存在其表面的星球，尽管这些液体并不是水，而是碳氢化合物。

到目前为止，人们还只在土卫六的北半球观测到广阔海洋的存在。但现在，对卡西尼探测器在2008~2011年之间所收集探测数据的分析显示在土卫六南极附近也曾一度存在广阔的浅海区域。

斯托芬博士和她的同事们在土卫六南半球识别出两个已经干涸或大部已经干涸的海洋的痕迹。其中一个这样已经干涸海洋的面积可能曾一度达到475x280公里的大小，深度可能达到数百英尺。土卫六南半球面积最大的湖泊安大略湖(Ontario Lacus)正位于一个干涸的海洋范围之内，看起来似乎是曾经的汪洋大海仅剩的一部分水域。

而另一个由卡西尼雷达小组成员，加州理工的奥迪德·安罗森(Oded Aharonson)博士领衔的研究小组则认为土卫六正在经历和地球的米兰科维奇周期相类似的长期变化，这是由于轨道运行方面表现出来的长期规律性变化引起的结果。这种长期的气候性变化将导致土卫六地表的液体在其南北半球之间来回迁移。根据这一模型，土卫六的南半球在大约5万年前应当曾经拥有面积广阔的巨大海洋。

斯托芬博士表示：“土卫六表面的海洋正是孕育前生命化学环境的现成实验室，并且我们还知道它正以大约10万年为周期在南北半球之间进行迁移。”他说：“我很想仔细查看一下土卫六北半球的海洋以及南半球已经干涸的海洋遗迹，来了解一下这些前生命化学演化究竟已经进行到了何种地步。”

卡西尼小组现在已经基本证实了土卫六北半球海洋体系的稳定性。他们在过去一整个土卫六季节中(即地球上大约6年)一直对这里的海洋进行持续的监视。而此次发布的拍摄于2012年5月22日的这张图像中，科学家们发现北半球的湖泊岸线并未发生改变，这说明北半球的湖泊并非季节性事件。相比之下，2010年的一场暴风雨之后，土卫六赤道附近出现了明显的变暗色区域。

相关信息

即远古地球

在人们的印象中，火星一直是地外生命存在和人类移民的理想场所。但是，随着土卫六的面貌逐渐地被揭开，这种观点渐渐地淡化了。人类研究发现，土卫六就是45亿年前的地球。泰坦具有两个生命偏爱的特征，那就是沸腾的有机化合物和浓密的有保护性的大气层。泰坦是太阳系唯一拥有合格大气层的卫星，也是太阳系4个仅有的有着浓密大气层的岩石质星球之一，其它几个分别是地球、火星和金星。在某些方面，泰坦的大气层最像地球。它的大气主要由氮气组成，气压略高于地球。它上面甚至有云，只是这些云的成分是甲烷和其它碳氢化合物，而不是水。很多太空生物学家渴望把土卫六大气作为地球大气的原型去研究，希望能够发现地球生命出现前，复杂有机分子是怎样产生的。

橙色天空

从地球上观测，土卫六被一层浓密的大气层包裹着，使人不能窥其真容。而据光谱分析，大气层中有着激烈的化学反应。1月14日，当“惠更斯”探测器在土卫六表面成功登陆后，地球人借助“惠更斯”的眼睛，这才真正地目睹了土卫六的部分“容貌”。登陆器在仅有的30分钟“寿命”中，拍摄了大量图片，其中一张土卫六地表图片让世人震惊———广阔的平原上，散布着大大小小的石头和冰状物体，橙色的天空令人着迷。这是人类首次登陆这片神秘的土地，而这里是否会孕育生命？科学家们充满期待。

有“湖泊”

2005年6月29日，围绕土星轨道运行的“卡西尼”飞船拍摄到的一张照片再次让世人震惊。照片显示，土卫六南极地带有一处地貌很像湖泊。经过观测，这处地貌长约234公里，宽度近73公里，看起来是一个边界平滑蜿蜒的暗斑，周围是浅色的土卫六云层。美国宇航局下属喷气推进实验室的科学家认为，这很可能就是土卫六表面的甲烷湖泊之一，而甲烷是一个类地生命生成前必须的元素之一。今后，“卡西尼”将39次飞过土卫六，如果哪次拍摄到这个“暗斑”像镜面那样反光，就可以证明它是真正的液态湖泊，如果得到证实，那么我们有理由相信这里即将会孕育出新的生命。“地外生命”是否存在？我们的地球探测器每次“出访”外星球，都是带着这个疑问去探询。目前在太阳系中，火星和土卫六是最具存在生命条件的星球，尽管这里面存在一些想象，但是从此次“卡西尼”的探索成果来看，土卫六的形态和45亿年前的地球极其相似。根据分析，从目前土卫六的活动来看，如果不出现意外，那么一个新的类地生命将会在15－20亿年后出现在土卫六上，人类在太阳系当中将不再孤独。

比火星更安全

地球不是我们永恒的家园，而我们的生命之源———太阳，也只剩下50亿年的生命。再过50多亿年，太阳脱离主序期，那时太阳将会发生很大的变化，太阳将慢慢地膨胀，所有内行星都将被太阳无情地吞没，更别说地球了，而我们人类，是怎么样的命运呢？幸好，我们在21世纪初至少从表面上了解到了土卫六的大体概况，而这些概况，又使我们相信那里是我们移民的理想地点，比火星强得多。首先，土卫六上有厚厚的大气层，这是抵御宇宙任何侵害的最有力的屏障。其次，土卫六远离太阳，即使是太阳膨胀后，也产生不了影响。另外，原本寒冷的土卫六将被膨胀的太阳的体温“暖和”到人类可以接受的地步，再加上那时候土卫六上的大气压力已基本上适合类地生命生存，这里将变成人类的又一个家园。以上这些，在火星上是很难办到的。

湖泊和四季

最新观测显示，土卫六表面最大湖泊光滑如镜，湖泊液体是像蜂蜜一样稠密的甲烷和乙烷，湖泊表面落差不超过3毫米。

美国斯坦福大学的霍华德－泽伯克尔（Howard Zebker）是该研究小组成员之一，他说：“除非你将混凝土倾注在湖泊中，才能实现真正意义上的平滑，这种类型的湖泊在地球上是不存在的。”天文学家曾怀疑是否土卫六这颗土星最大的卫星是干燥还是潮湿的，但大量证据显示该卫星上存在着液态湖泊。

“卡西尼”探测器的雷达装置于2004年抵达土星区域，在土星极地发现暗色斑块，由雷达装置探测到的黑暗区域暗示着该区域非常平滑，暗示着液态湖泊表面非常光滑，难以反射探测信号。

光谱数据显示土卫六表面清晰可见的湖泊充满着甲烷和乙烷，在土卫六冰冷的表面甲烷和乙烷可以液态形式存在。泽伯克尔称，从形态学角度讲，它们看上去就像是湖泊。但是之前雷达观测数据显示这个清晰湖泊的形成具有一定角度，同时并不可能从湖泊表面反射明亮的雷达闪烁光线，从而显示该湖泊可能是干燥河床或充满烟灰的泥尘底部。

目前，研究人员称去年12月份卡西尼探测器的雷达装置对土卫六表面最大的湖泊“安大略湖（Ontario Lacus）”进行了观测，该湖泊在南极的跨越直径为235公里，其雷达反射信号非常强。该项研究负责人斯坦福大学的劳伦－怀伊（Lauren Wye）说：“这就像是你持有一个手电筒，直接对着镜子进行照射，其直接反射的光线会强烈刺激你的眼睛。”

卡西尼探测器的雷达回波数据显示在数千平方米的湖泊表面，其表面起伏落差却不超过3毫米，这比之前所观测的数据平坦10倍。怀伊告诉《新科学家杂志》说：“真得很难想像即使是固体表面，其表面光滑程度仅在毫米范围之内，更何况是液态湖泊表面。”

之前的观测数据显示该湖泊处于液体状态，并不是干燥的泥潭。泽伯克尔说：“如果你走在湖泊旁看到干燥后的湖泊，那里的泥水已干燥蒸发，看上去可能非常平坦，但是干燥后的泥潭会出现深深的裂缝。我们可以推算土卫六表面的安大略湖可能是我们从未看到过的光滑湖泊。”

土卫六表面存在液体的证据增强了土卫六和地球之间的相似性，土卫六是太阳系唯一具有活跃气候循环的星体，其表面的湖泊蒸发液体形成云层，然后降雨再返回至表面，形成河流和通道。这使得土卫六成为太阳系最佳支持生命体存在的候选者之一。

如果土卫六存在液态湖泊，那么其表面必然存在着风流。早期的计算机模拟预测土卫六湖泊波浪是地球湖泊波浪的7倍高。泽伯克尔说：“目前的这项最新研究与之前的推测背道而驰，这是一种特殊的湖泊，很可能其表面较为粗糙，但是我们并未观测到起伏波浪的迹象。虽然我们并不清楚低温状态下甲烷和乙烷的物质特性，但我们推测该湖泊的液体非常稠密，具有一定的黏性，就像是蜂蜜一样。”

研究人员指出土卫六极地存在着交替的季节，能够缓和调节恶劣的气候。但是其季节变更非常慢，土卫六1年的时间相当于地球30年的时间，目前土卫六南极地区正处于夏季向秋季的过渡时期。

美国亚利桑那州立大学的乔纳森－卢宁（Jonathan Lunine）说：“这是土卫六极地区域一年时间内处于静止休眠状态的阶段，总地来讲，土卫六表面湖泊充满液体的证据是确凿的，我们认为安大略湖充满着液体。”

泽伯克尔称，我们下一步还必须深入分析该湖泊的中部，通过一些间接的测量方法和模型进行分析。

河道

由美欧意联合开发的卡西尼号土星探测器在土星的最大卫星土卫六上发现了一个奇怪的痕迹，酷似埃及的尼罗河，从其“源头”到土卫六上的“大型海洋”长度达到了近400公里，约为250英里，是迄今发现的最长“外星河流”，而卡西尼号探测器上的高分辨率雷达成像系统为科学家们揭示了土卫六存在的“黑暗河流”，而且具有蜿蜒状的光滑性质，暗示其中可能存在某种液体。

以往对土卫六的观测研究显示，土卫六是太阳系中除了地球以外唯一存在辽阔“海洋地貌”的天体，并且有着表面液体循环机制，然而土卫六大气环境确实非常寒冷的，这意味着即便是有水存在也无法自由流淌。科学家认为土卫六上的液体由液态甲烷、乙烷等碳氢化合物组成。有趣的是，在卡西尼号探测器显示的土卫六河流系统并不是一个完整通畅的沟渠，而是存在部分的断层线，这个信息暗示了土卫六基岩中存在断裂现象。

河谷

土卫六是人类所发现的唯一一个表面存在稳定液态物质的星体，只不过这些液态物质并不是水，而是乙烷或甲烷等烃类物质。

据英国《每日邮报》网站的报道，美国国家航空航天局（NASA）的科学家借助土星探测器“卡西尼”号在土卫六表面发现了一条长约400公里、流着液态烃（碳氢化合物）的河谷，其外形与地球上的尼罗河很相似。

据“卡西尼”号太空探测器2012年9月26日所拍摄的一张雷达照片显示，该河谷流经土卫六的北极，最后流入位于该地区的丽姬亚海（Ligeia Mare），长度约有400公里，这是人类首次在地球之外发现如此庞大的“水系”。此外，由于整条河流呈暗色，所以科学家推断河谷里流着的可能是液态烃。

“土卫六是我们所发现的除地球之外唯一一个表面存在稳定液态物质的星体，”NASA喷气推进实验室的雷达项目小组负责人史蒂夫·沃尔介绍说：“这张图片让我们看到了存在液体循环的土卫六：‘雨水’在其表面降落。

后随河流注入湖泊和海洋，在那里‘雨水’会被蒸发，然后再次开启新的循环。”在地球上，液体指的是水，而在土卫六，液体则是甲烷，不过这二者都对星体表面的几乎所有的天气现象有影响。”

“卡西尼”号探测器是“卡西尼-惠更斯任务”的一部分，该任务是NASA、欧洲航天局和意大利航天局的一个合作项目，主要目的是对土星系进行空间探测。“卡西尼”号探测器于1997年发射升空，在2004年抵达目的地，开始环绕土星飞行，并对土星表面及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。2005年，“卡西尼”号开始对土卫六的表面和大气状况进行探测，并将采集到的数据发回地球。

土卫六是土星最大的卫星，约比月球重80%，同时是人类所知的唯一一个拥有较厚大气层的卫星。

生命迹象

据美国太空网报道，在过去30年里，科学家已知道一种叫做索林斯(tholins)的复杂碳化合物存在于彗星和太阳系其他行星的大气层中，理论上，索林斯可以与水进行叫做水解的化学反应，从而制造出类似于地球早期阶段的复杂分子结构。

在地球上，复杂有机分子被认为是生命形式出现的早期阶段，比如被称为生命起源前的混合物。土卫六是土星最大的一颗卫星，它主要是由冰物质构成的。许多冰在陨星碰撞或地下活动中可能融化，生成“冰火山”喷射出包括混合氨气和水的“岩浆”。

是否形成于土卫六大气层中的索林斯通过陨星碰撞或冰火山与液态水临时性反应，在水冻结之前生成潜在的生命起源前有机分子？直至目前仍没有科学家可以准确地进行解释。

目前，美国亚利桑那州大学行星科学系研究生凯瑟琳·尼什在实验室里进行了为期多天的研究，她在近冰冻温度条件下通过水解形成类似索林斯的物质。她将这项研究报告发表在《天体生物学》杂志上。暴露在土卫六上的液态水被认为持续存在数百至数千年，像这样的固态冰融化成液态水的反应经常发生。很可能类似这样的反应同样发生于早期地球。

在实验室里，尼什在低温放电状态下将5%甲烷和95%氮混合形成类似索林斯的一种有机混合物质，她将这种索林斯样本融解在水中，然后放置在40摄氏度水环境中避免出现冷冻，进而测量其水解混合的比率。结果显示，10%索林斯形成了有机混合物，它与水中的氧发生反应，形成了复杂的有机分子。

当尼什的研究报告发表在科学期刊上时，她的理论也遭到了批判。瑞塞勒理工学院研究员教授詹姆士·费里斯从事土卫六大气层化学性质研究许多年，他指出尼什的研究存在着“缺陷”，其原因是她使用放电方法形成索林斯，然而土卫六大气层很可能是通过紫外光线和带电辐射粒子形成索林斯的。

费里斯使用紫外光线混合了类似土卫六大气层中的气体进行了一项实验，他说，“放电所形成的物质结构与紫外线光分解不一样，因此其水解时间也完全不相同。许多光化学进程形成的碳氢化合物并不与水发生反应。”

尼什对此作出反应，她指出，电子或等离子的释放意味着模拟带电粒子的交互作用。她赞同费里斯所说的紫外光线辐射形成索林斯更像土卫六大气层中的薄雾。但是她认为这样形成的化合物多数不与水发生反应。

她承认自己的研究工作并不是理想的呈现土卫六大气层的化学特性，她说，“形成在低压状态下的索林斯要比高压状态下更像土卫六薄雾，你可以在低压状态使用紫外光线制造索林斯，但不能在低压状态下使用等离子释放制造索林斯。我们实验所需的大量索林斯必须通过放电技术来制造，通过紫外光线光分解只能生成一小部分。”

尼什的另一项实验研究是将在纯净水中进行索林斯水解反应，然而任何形式的水在土卫六上很可能混合了氨，她指出近期将进行另一项采取氨和水混合的完整水解实验，预计很快将发布实验结果。

尼什的这项研究并不能完整地表现出土卫六行星的化学性质，该研究表明类似的化学反应在液态水环境中可生成显著数量的有机混合物。在土卫六表面，生命起源前分子可能存在于碰撞陨坑和冰火山的融化水中，类似这样的进程很可能发生于地球早期生命孕育阶段，那时的早期地球大气层还未出现显著数量的氧气。