來(lái)自卡西尼任務(wù)的圖像顯示了流入土衛(wèi)六泰坦北極地區(qū)湖泊的河流網(wǎng)絡(luò)。鳴謝:美國(guó)宇航局/JPL/美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局
（神秘的技術(shù)地球uux.cn）據(jù)麻省理工學(xué)院：除了地球之外，在太陽(yáng)系的使用廈門(mén)模特包夜（電話微信199-7144-9724）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)另外兩個(gè)星球上也有河流流過(guò):火星，那里干涸的遠(yuǎn)程痕跡和環(huán)形山是古代河流和湖泊留下的所有東西，以及土星最大的圖像衛(wèi)星泰坦，液態(tài)甲烷的測(cè)量河流今天仍然在那里流動(dòng)。
麻省理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)家開(kāi)發(fā)的地球的河一項(xiàng)新技術(shù)使科學(xué)家們能夠看到火星上的河流曾經(jīng)有多強(qiáng)烈，以及它們目前在土衛(wèi)六上是外古如何流動(dòng)的。該方法利用衛(wèi)星觀測(cè)來(lái)估計(jì)河流向下游輸送流體和沉積物的老而流速度。
應(yīng)用他們的活躍新技術(shù)，麻省理工學(xué)院的強(qiáng)度團(tuán)隊(duì)計(jì)算了10億年前火星上某些地區(qū)的河流有多快多深。他們還對(duì)土衛(wèi)六上目前活躍的項(xiàng)新廈門(mén)模特包夜（電話微信199-7144-9724）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)河流進(jìn)行了類(lèi)似的估計(jì)，盡管月球厚厚的技術(shù)大氣層和距離地球的距離使其更難探索，其表面的使用可用圖像比火星少得多。
“土衛(wèi)六令人興奮的遠(yuǎn)程地方在于它很活躍。麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系(EAPS)的Cecil和Ida Green教授Taylor Perron說(shuō):“有了這項(xiàng)技術(shù)，我們有辦法對(duì)一個(gè)很長(zhǎng)一段時(shí)間都無(wú)法獲得更多數(shù)據(jù)的地方做出真正的預(yù)測(cè)。“在火星上，它給了我們一臺(tái)時(shí)間機(jī)器，讓我們?nèi)チ私猬F(xiàn)在已經(jīng)死亡的河流，去感受它們活躍流動(dòng)時(shí)的樣子。”
Perron和他的同事已經(jīng)在國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)上發(fā)表了他們的結(jié)果。Perron的MIT合著者是第一作者Samuel Birch、Paul Corlies和Jason Soderblom，伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)的Rose Palermo和Andrew Ashton，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的Gary Parker，以及來(lái)自加州大學(xué)洛杉磯分校、耶魯大學(xué)和康奈爾大學(xué)的合作者。
河流數(shù)學(xué)
該小組的研究源于Perron和Birch對(duì)Titan河流的困惑。美國(guó)宇航局的卡西尼號(hào)飛船拍攝的圖像顯示，與地球上的許多河流相反，大多數(shù)月球河流的河口都奇怪地缺乏扇形三角洲。會(huì)不會(huì)是泰坦的河流沒(méi)有足夠的流量或沉積物來(lái)建造三角洲？
該小組建立在合著者加里·帕克(Gary Parker)的工作基礎(chǔ)上，他在21世紀(jì)初開(kāi)發(fā)了一系列數(shù)學(xué)方程來(lái)描述地球上的河流流量。帕克研究了其他人直接在野外對(duì)河流進(jìn)行的測(cè)量。
從這些數(shù)據(jù)中，他發(fā)現(xiàn)河流的物理尺寸——寬度、深度和坡度——與流速之間存在某種普遍關(guān)系。他起草了方程來(lái)數(shù)學(xué)描述這些關(guān)系，考慮了其他變量，如作用于河流的重力場(chǎng)，以及沿著河床推動(dòng)的沉積物的大小和密度。
“這意味著不同重力和物質(zhì)的河流應(yīng)該遵循相似的關(guān)系，”P(pán)erron說(shuō)。"這開(kāi)啟了將這一技術(shù)應(yīng)用于其他星球的可能性。"
一瞥
在地球上，地質(zhì)學(xué)家可以實(shí)地測(cè)量河流的寬度、坡度和平均沉積物尺寸，所有這些都可以輸入到帕克方程中，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)河流的流速，或者它可以向下游移動(dòng)多少水和沉積物。但是對(duì)于其他星球上的河流，測(cè)量更加有限，并且主要基于遠(yuǎn)程衛(wèi)星收集的圖像和海拔測(cè)量。
對(duì)于火星，多個(gè)軌道飛行器已經(jīng)拍攝了該星球的高分辨率圖像。對(duì)于土衛(wèi)六來(lái)說(shuō)，觀點(diǎn)少之又少。
伯奇意識(shí)到，對(duì)火星或土衛(wèi)六上河流流量的任何估計(jì)都必須基于從遠(yuǎn)程圖像和地形測(cè)量的少數(shù)特征——即河流的寬度和坡度。通過(guò)一些代數(shù)上的修補(bǔ)，他修改了帕克方程，使其只適用于寬度和坡度輸入。
然后，他收集了地球上491條河流的數(shù)據(jù)，在這些河流上測(cè)試了修改后的方程，發(fā)現(xiàn)僅基于每條河流的寬度和坡度的預(yù)測(cè)是準(zhǔn)確的。
然后，他將方程應(yīng)用于火星，特別是通往蓋爾隕石坑和杰澤羅隕石坑的古老河流，這兩個(gè)隕石坑被認(rèn)為在數(shù)十億年前是充滿水的湖泊。為了預(yù)測(cè)每條河流的流速，他根據(jù)軌道衛(wèi)星拍攝的圖像和海拔測(cè)量值，將火星重力方程和每條河流的寬度和坡度估計(jì)值代入其中。
根據(jù)他們對(duì)流速的預(yù)測(cè)，研究小組發(fā)現(xiàn)，蓋爾隕石坑的河流可能流動(dòng)了至少10萬(wàn)年，杰澤羅隕石坑的河流可能流動(dòng)了至少100萬(wàn)年——足夠長(zhǎng)的時(shí)間可能存在生命。他們還能夠?qū)⑺麄儗?duì)每條河流河床沉積物平均尺寸的預(yù)測(cè)與美國(guó)宇航局的好奇號(hào)和毅力號(hào)火星車(chē)對(duì)每條河流附近火星顆粒的實(shí)際實(shí)地測(cè)量進(jìn)行比較。
這些少量的實(shí)地測(cè)量讓研究小組能夠檢查他們?cè)诨鹦巧蠎?yīng)用的方程是否準(zhǔn)確。
然后這個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始接近土衛(wèi)六。他們瞄準(zhǔn)了兩個(gè)可以測(cè)量河流坡度的地方，包括一條流入安大略湖大小的湖泊的河流。這條河流入湖中時(shí)似乎形成了一個(gè)三角洲。然而，該三角洲是月球上僅有的幾個(gè)被認(rèn)為存在的三角洲之一——幾乎所有流入湖泊的可見(jiàn)河流都神秘地缺少三角洲。該小組還將他們的方法應(yīng)用于其他一條沒(méi)有三角洲的河流。
他們計(jì)算了兩條河流的流量，發(fā)現(xiàn)它們可能與地球上一些最大的河流相當(dāng)，三角洲的流量估計(jì)與密西西比河一樣大。兩條河流都應(yīng)該輸送足夠的沉積物來(lái)形成三角洲。然而，土衛(wèi)六上的大多數(shù)河流缺乏扇形沉積物。一定還有其他因素在起作用，來(lái)解釋河流沉積物的缺乏。
在另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)中，研究小組計(jì)算出土衛(wèi)六上的河流應(yīng)該比地球或火星上相同流量的河流更寬，坡度更緩。“土衛(wèi)六是最像地球的地方，”伯奇說(shuō)。“我們只是瞥了一眼。我們知道下面有太多的東西，這種遠(yuǎn)程技術(shù)正在推動(dòng)我們更進(jìn)一步。”