土卫六作为卫星,天然气储量却是地球的上百倍,点燃会怎样?

【菜科解读】
天然气的重要性就不多说了,根据英国石油公司 BP发布的统计数据显示,2019年全球天然气已探明储量约为190万亿立方米(19万立方千米),其中储量最丰富的地区便是西伯利亚。
不过这点储量与太阳系内的另一颗星球土卫六上的天然气储量相比,就是小巫见大巫了。
根据科学家的估计,土卫六上的天然气储量是地球的上百倍。
土卫六是土星的卫星,又叫做泰坦星。
荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯于1655年3月25日发现了土卫六,它是人们在太阳系内继木星的四颗伽利略卫星后发现的第一颗卫星。
作为卫星,你可能认为它很小,实际上它真的很大。
土卫六是太阳系中第二大的卫星,质量和体积仅次于木卫三。
土卫六的质量是月球的1.8倍,地球的1/45;体积是月球的3.2倍,相当于地球体积的1/15。
它的直径为5151公里,比太阳系内八大行星中最小的水星还大了135公里。
土卫六的母星土星也很大,质量和体积仅次于木星,是太阳系中第二大的行星,质量是地球的95倍。
地球与太阳的平均距离约为1.5亿公里,而土卫六距离地球最近时12.7亿公里,最远时15.7亿公里,以30万千米每秒的光速飞行,一个来回至少需要2.4个小时,然而人类目前发射的飞行速度最快的探测器还不到光速的万分之一,从地球飞到土卫六,得耗时数年。
1997年,人类发射了首个专门探测土星的探测器——卡西尼号,卡西尼号还携带了一个着陆器——惠更斯号。
2005年1月14日,惠更斯号成功登陆土卫六,成为第一个登陆土卫六的探测器。
2017年,卡西尼号探测器完成了自己的使命,科学家们让它烧毁在了土星大气中。
根据探测器传回的数据,科学家们发现,土卫六上存在大量的甲烷。
天然气,俗称沼气,是多种可燃性气体的混合物,主要由甲烷组成。
至于土卫六上的这些甲烷是如何来的,目前科学家们也不清楚。
甲烷在室温条件下是气体,但土卫六距离太阳十分遥远,其表面平均温度大约为零下179摄氏度,这已经低于甲烷的沸点(零下162摄氏度),因此,土卫六上的甲烷基本上是以液态存在的。
与地球不同,土卫六上坚固的表面不是岩石,而是水冰。
这些液态甲烷在土卫六的水冰基层低洼处汇聚,形成了大大小小的湖泊,例如安大略湖、克拉肯海、蓬加海、丽姬娅海等。
其中,克拉肯海面积大约40万平方公里,比地球上的里海还要大;丽姬亚海面积大约13万平方公里,比我国的渤海还要大。
这些湖泊中主要就是液态甲烷,其次还有少量的乙烷等烃类有机物(烃是碳氢化合物)。
卡西尼号探测器曾利用其搭载的雷达测高仪对克拉肯海进行扫描,发现克拉肯海最深处在300米以上。
若以100米的平均深度计算,克拉肯海所蕴含的天然气储量就高达4万立方千米。
#p#分页标题#e#土卫六的表面积大约8,000万平方公里,拥有数量众多的甲烷湖,并且表面还有流淌着液态甲烷等液态烃的河流,这意味着土卫六上的天然气储量可能是地球天然气储量的上百倍。
土卫六还是太阳系内唯一拥有完整大气层的卫星,大气成分主要是氮气以及少量的甲烷等气体。
土卫六上的大气厚度是地球大气的11倍,尽管重力只有地球的1/7,大气压却是地球的1.5倍。
土卫六上也存在降雨现象,只不过降下的不是水,而是液态甲烷等。
土卫六表面虽然没有液态水,只有液态甲烷,但科学家推测其冰层下方或许存在液态水层。
由于土卫六在某些方面与地球很相似,再加上存在大量的有机物,因此科学家们推测土卫六上面或许存在比较基础的生命。
土卫六上的天然气储量如此丰富,确实非常吸引人。
但要想把它们运回地球,技术上是可以办到的,现实却完全没有必要,不仅是因为距离太远了,更主要的是完全不划算。
况且当人类有这能力时,早就使用其它能源了。
运不回来!土卫六上如此寒冷,有网友突发奇想,想把土卫六上的这些液态甲烷点燃,让土卫六变得暖和些。
这可不是只需用一根火柴的事儿,因为燃烧需要氧化剂,土卫六上并没有氧气,也没有其它可以与甲烷发生氧化反应的氧化剂。
这一点同木星很类似,木星上存在大量的氢,氢和甲烷一样也是易燃物,不过由于同样没有氧化剂,木星上的氢也不能够被点燃。
就算甲烷被点燃,土卫六也不会变温暖,因为它距离太阳实在太远了,燃烧所产生的热量也只会融化一部分土卫六表面的冰层,温度很快就会下降。
甲烷会爆炸,只不过发生爆炸是有条件的,当甲烷与空气混合后的浓度达到爆炸极限,遇火才能引发爆炸。
用体积分数表示,甲烷的爆炸极限为4.9%~16%(低于下限不燃烧,高于上限安静燃烧),其中爆炸极限最剧烈的浓度约为9.5%。
也就是说,要想让土星六上的甲烷发生爆炸,上面的氧化剂浓度就必须满足这个条件。
但就算能够发生爆炸,那点能量也无法将土卫六炸毁。
好了,就说到这儿,关注我,咱们下次见。
格陵兰鲨在加勒比海出没
但新研究显示,它们在全球深海的冰冷区域可能比先前以为的分布更广。
PHOTOGRAPH BY FRANCO BANFI, NATURE PICTURE LIBRARY研究人员德凡希.卡萨纳与同事在贝里斯格洛弗礁抓到这只睡鲨──几乎能确定是格陵兰鲨。
这是睡鲨在加勒比海西部出没的首次纪录。
PHOTOGRAPH BY DEVANSHI KASANA, FLORIDA INTERNATIONAL UNIVERSITY(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:ANNIE ROTH 编译:涂玮瑛):神秘的深海北极鲨鱼在加勒比海出没!研究人员在贝里斯沿岸海域发现一只格陵兰鲨(Greenland shark),显示这种鲨鱼可能比我们先前以为的分布更广。
大多数鲨鱼的生活依然笼罩在谜团里,格陵兰鲨也不例外──但我们近期的发现非常特殊。
过去数十年来,科学家已经发现这些古老的北极动物能存活400年以上,而且经常因为附着在它们角膜上的寄生虫而失明。
虽然它们的主食是鱼类和鱿鱼,但我们已经知道它们会吃哺乳动物的尸体,例如马、驯鹿,甚至是北极熊。
最近一次的惊奇事件发生在2022年春季,当时科学家在加勒比海西部发现一只格陵兰鲨,那里离我们所知的格陵兰鲨栖息范围有数千公里远。
虽然科学家研究这些鲨鱼时,早已学会准备好面对意料之外的事,但这次目击事件仍然令人震惊。
佛罗里达国际大学的一名博士候选人德凡希.卡萨纳(Devanshi Kasana)说:「这让人既惊讶又兴奋。
」她和贝里斯的捕鱼团队在一次鼬鲨(tiger shark)标记考察中意外捉到这只格陵兰鲨。
他们的发现于7月发表在《海洋生物学》(Marine Biology)期刊上。
虽然卡萨纳无法采集DNA检体来确认这只鲨鱼的身分,但它的照片让鲨鱼专家相信,它最有可能是格陵兰鲨。
这次奇异的目击事件使人开始怀疑格陵兰鲨真正的分布范围,原本大家都相信它们只栖息在北大西洋的寒冷水域。
意外目击这次目击事件发生在贝里斯南部沿岸海域,靠近全世界第二长的堡礁。
当时卡萨纳把一条多钩长线放进格洛弗礁(Glover’s Reef)边缘的深海区,格洛弗礁是一处部分沉没的环礁。
她的目标是捕捉和标记鼬鲨,以便研究它们的行动及生态学。
目击当天的天气狂风大作,考察团队已经在考虑放弃行动,但接着他们开始收回渔线。
帮助卡萨纳进行研究的渔民之一赫克托.马丁尼兹(Hector Martinez)说:「我们马上就知道渔线上有很重的东西。
」连接渔线的液压式卷线器拼尽全力将钓到的东西拉到水面。
经过两小时的对抗,这只鲨鱼终于现身了。
起初卡萨纳和考察团队不确定他们见到的动物是什么。
她说:「那只个体来到水面时,即使我们所有人加起来有多年的捕鱼经验,还是认不出它是什么动物。
」她当时认为或许是六鳃鲨(six-gill shark),全世界的深海水域都可以找到这种动物。
她将这只鲨鱼的照片寄给她的博士学位指导教授:佛罗里达州莫特海洋实验室与水族馆的主任狄米恩.查普曼(Demian Chapman)。
查普曼说这不是六鳃鲨。
根据他的判断,这可能是格陵兰鲨。
远离家园?这些体型巨大的鲨鱼体长可达7公尺,体重可达1.5公吨。
虽然我们已经知道格陵兰鲨会猎捕海豹、鱼类和鱿鱼,但它们主要以腐食为生,而且会吃掉沉到海床上的大型哺乳动物遗骸。
科学家最近将格陵兰鲨称为世界最长寿的脊椎动物。
科学家估计它们可以存活400年以上,而在2016年,格陵兰沿岸海域发现一只272岁的个体。
科学家可以对格陵兰鲨眼睛中心的组织进行放射性碳定年法,借此确认它们的年龄,因为那个部位是由鲨鱼出生时形成的蛋白质所构成。
格陵兰鲨是北冰洋最大的鱼,也是当地全年唯一出没的鲨鱼。
科学家不太确定它们的族群等级,但认为它们的数量正在下降,国际自然保护联盟(IUCN)也认为它们属于「易危」物种。
虽然格陵兰鲨有时会在浅海现身,但它们可以生活在2200公尺深的水域,并忍受介于摄氏零下2度至正7度之间的温度。
格陵兰鲨属于睡鲨(sleeper shark),而睡鲨很适应寒冷海水的环境。
它们会缓慢行动来保存体力,它们的组织含有高浓度类似防冻剂的化学复合物,能防止冰晶凝结。
这些适应特征使它们即使在最冷的北极海域都能存活。
因此,尽管睡鲨曾在接近赤道的区域出现过几次,但在贝里斯发现一只睡鲨仍然令人意外。
非营利保育组织Oceans North的北极渔业专家布琳.迪瓦恩(Brynn Devine)说:「在热带地区目击一只格陵兰鲨的纪录非常珍贵。
」迪瓦恩说:「我们不怎么了解它们在极区以外的分布状况。
我们正在从这类观察活动中对这些鲨鱼有更多认识〔……〕但关于这个物种,我们依然有一些还没解决的知识缺口。
」尽管加勒比海的深海区离北极很远,却也非常寒冷──而且显然极为适合这些动物生存。
卡萨纳说,包括格陵兰鲨在内的睡鲨确实有可能栖息在世界各处的深海。
不过,这类目击事件很少发生。
「我们不太了解加勒比海的深海区。
」鲨鱼生物学家兼《世界鲨类》(Sharks of the World)的作者大卫.伊伯特(David Ebert)说:「幸好这位学生能够拍到这只鲨鱼的照片,否则我们可能不知道它在那里。
」虽然卡萨纳和她的团队当天捉到的鲨鱼不是她原本想捉的,但她很高兴自己可以记录到这只鲨鱼在那片区域出没。
贝里斯政府最近宣布三处环礁(包括格洛弗礁及其周围的深水域)是鲨鱼保护区。
卡萨纳说:「我们非常高兴能遇到这么特别的事。
」她补充说,她希望这项发现将会「协助保卫任何在格洛弗礁水域漫游且尚未被人发现的生物」。
竞争而非气候限制了热带山区鸟类物种的分布范围
研究结果表明,物种间的相互作用对热带山区生物多样性所起的塑成作用要比以前所认识的大得多,它们为热带山区物种如何应对气候变化提供了新的见解。
热带山区是地球上生物多样性最丰富的地区之一:仅在狭窄的海拔范围内就常常生活着完全不同的物种群——这一模式与温带山区的物种大不相同,因为温带山区的物种多样性往往分布于更广的海拔范围内。
人们普遍认为,这种模式是对热带气候的温度季节性变化低所产生的适应性结果。
虽然热带山区的温度包括从低地区域的炎热到高地区域的寒冷,但它们在全年中的任何给定的海拔高度上都保持相对稳定,因此沿着山坡会形成不同的气候生态位;对无数这类生态位的生理适应导致了热带山区大量物种的积累。
然而,某些研究人员认为,物种间竞争(而非气候影响)可能也会限制热带山区物种分布的海拔范围。
为了评估这两种相互矛盾的假设,Benjamin Freeman和同事利用eBird的440万个精细位置记录对全球31个山区内的森林鸟类物种分布的海拔范围进行了比较分析;eBird是一个全球鸟类分布和丰度的公众科学数据库。
与主要的假设相反,Freeman等人发现,在较小的海拔范围内,物种丰度是比温度季节性更好的预测因子,表明狭窄海拔范围内的热带鸟类多样性更多地是由物种间的相互作用和竞争(而不是气候)驱动的。
然而,据作者披露,这些模式是否可以推广到其它非鸟类分类群则是一个尚未回答的关键问题。