科学家在土星卫星泰坦上发现类似圣安地列斯断层的构造

走滑断层是加利福尼亚著名的圣安德烈亚斯断层常见的运动类型，最近据报道可能发生在土星最大的卫星泰坦上。由夏威夷大学马诺阿海洋与地球科学与技术学院 (SOEST) 的行星科学家领导的新研究表明，这种构造运动可能在泰坦上活跃，使冰冷的表面变形。

在多个海洋世界，例如木星的欧罗巴和土星的土卫二，走滑断层的表现形式有据可查。研究人员认为，沿着这些断层的运动是由昼夜潮汐应力的变化驱动的——由月球及其行星的相对运动引起的推拉。

地表的湖泊和海洋

泰坦有一个由岩石般坚硬的水冰制成的厚壳。泰坦是除地球之外唯一已知表面有湖泊和海洋形式的液体的地方。然而，泰坦的液体是碳氢化合物，如甲烷和乙烷。

由于可用的观测数据有限，SOEST 地球科学系博士生和研究生研究员Liliane Burkhard和合著者使用基于物理的断层模型研究了走滑构造的可能性。模型计算考虑了泰坦上的潮汐应力、候选断层的方向、地壳特性(包括孔隙流体压力)以及导致表面材料失效或破裂所需的应力。

(a)泰坦和(b)圣安地列斯断层可能的滑动方向。图片来源：Burkhard 等人。(2021)。图片来源：夏威夷大学马诺阿分校

“泰坦是独一无二的，因为它是唯一已知的表面有稳定液体的卫星，”伯克哈德说。“因此，我们能够在我们的计算中提出整合孔隙流体压力的论点，这可以降低冰壳的剪切强度，并可能在泰坦的构造演化中发挥关键作用。”

在这项新颖的研究中，科学家们发现，昼夜潮汐应力和孔隙流体压力的结合促进了泰坦上浅层断层的剪切破坏。此外，靠近东西走向的赤道附近断层的最佳方向是潜在的故障。

“这是一个令人兴奋的启示，”伯克哈德说。“我们的研究结果表明，在这些条件下，剪切破坏不仅是可能的，而且可能是泰坦表面和地下的一种主动变形机制，并且可能作为地下液体上升到表面的途径。这可能会促进可能影响宜居性的物质运输。”

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