这张美国太空总署卡西尼号太空船拍摄的照片发布于2004年12月14日，显示土星卫星土卫六。(HO/AFP via Getty Images)

过去科学界认为星球上若有大型河流和海洋，必然会形成河流三角洲，而该地形是研究行星地质历史的理想地点。不过，美国科学家发现，拥有大型河流和液态甲烷海洋的土卫六，几乎未形成河流三角洲。这一发现颠覆了科学家对行星地质的传统认知，且对宇宙中的星球有更新的认识。

对于想要了解行星地质历史的科学家来说，河流三角洲是研究行星水文系统和地质变化的关键地点，因为三角洲和海岸线存有大片不同区域的沉积物，保存了星球的环境演变、地质历史和生命遗迹。

先前，美国国家航空暨太空总署（NASA）的火星探测器在耶泽罗陨石坑（Jezero），发现了保存完好的三角洲，富含黏土矿物（如膨润石族矿物），且证明该区域曾是一个湖泊。

这次，拥有超过250年历史的美国布朗大学（Brown University）研究团队，使用过去的太空探测器卡西尼号对从土卫六收集到的合成孔径雷达（SAR）的资料进行改良，以此获得更详细的土卫六地表资料。结果发现，土卫六地表虽然有剧烈的大气和液体活动，但几乎没有形成河流三角洲。

该研究成果于3月20日发表在《推进地球与太空科学》杂志。

NASA宣传资料以紫外线和红外线波长展示了土星的卫星土卫六。不同的颜色代表了土卫六上不同的大气含量。(NASA via Getty Images)

目前土星已确认的卫星有274颗，其中一颗最大的卫星为土卫六，又被称为“泰坦”（Titan）。NASA、欧洲太空总署（ESA）和意大利太空总署（ASI）合作开发的探测器“卡西尼号”（Cassini–Huygens）于2006年飞过土卫六，发现上面有大量液态物质。

随后科学家陆续透过卡西尼号的合成孔径雷达（SAR），穿透土卫六浓厚的氮气与甲烷大气层，观察到上面有大片平坦区域、河流、湖泊和海洋。这些水体是由低温的液态甲烷和乙烷构成，形成了类似地球的气候特征，包括风、云、雨等。

然而，科学家透过卡西尼号SAR的影像资料，观察到土卫六有广阔的海洋和河道，海岸线与海底的交界难以辨认，且大多数平坦区域缺乏三角洲特征。即使是大河的河口，也几乎未见三角洲的踪迹。这些影像资料让他们感到奇怪。

为了解决这个问题，布朗大学的研究团队利用卡西尼号收集的SAR数据，开发了一款全新的模拟工具。该工具采用双层SAR模型，并对SAR影像进行三维渲染，模拟卡西尼号观测地球海岸线的场景。他们将模拟结果与土卫六的SAR影像进行对比，以此验证SAR观测土卫六的影像是可靠的。

模拟过程中，研究团队以液态甲烷取代地球上的水，模拟它们在流动时对地表造成的影响。结果显示，全新的模拟工具能够清晰分辨出地球上的大型三角洲和许多其它大型海岸景观。

然而，实验团队根据新的分析结果，重新去仔细检查过去的土卫六影像时，只发现土卫六南极附近可能存在三角洲，其余的河流基本没有出现三角洲的踪迹。

原因是他们观察到土卫六上76条靠近海岸线的大型河流，可能只有一条（概率1.3%）拥有三角洲特征，该结果与地球的情况形成鲜明对比。该团队表示，虽然土卫六河流的流体特性，能够携带沉积物和形成大量三角洲，但目前不清楚为何土卫六缺乏三角洲。

1980年11月，航海家1号太空船拍摄了土星及其卫星狄俄尼（前）、土卫三和土卫一（右）、土卫二和土卫五（左）以及土卫六（远上方）的蒙太奇照片。(Space Frontiers/Hulton Archive/Getty Images)

研究人员推测，可能是土卫六上的海平面上升与下降速度过快，导致三角洲无法稳定形成。此外，土卫六海岸强大的风和潮汐流，也可能是阻止三角洲形成的主要原因之一。

土卫六缺失三角洲并非是唯一的谜团。研究过程中，团队还发现土卫六的湖泊和海洋深处存在直径5至10公里的巨大深坑，以及深邃的海底通道。

他们推测这些通道可能是由河流冲刷而成，但尚不清楚它们是如何到达那里的。他们还表示，这些谜团都需要更近一步的研究，才能真正的被解开。这次的研究提供给他们一个全新的深度测量方法，有助于研究其它的星球。

领导这项研究的布朗大学地球、环境和行星科学系助理教授萨姆‧伯奇（Sam Birch）对该校的新闻室表示，“我们理所当然地认为，星球上只要有河流和沉积物就会形成三角洲。不过，我们发现泰坦星几乎未保存三角洲，这让我们感到失望。”

伯奇接着说，“我们基本上制作了地球的合成SAR图像，这些图像假设了土卫六的液体特性”，一旦我们看到类似密西西比河河口那样的三角洲，或美国墨西哥湾沿岸的SAR景观图像，就可以用到土卫六的地形特征上。

他最后表示，“目前这项研究结果不是我们所期望的，而土卫六也经常给我们带来这样的体验。不过我认为，这就是它为何如此吸引大家去研究的主要原因之一。”