土卫六条件下乙烯蒸发岩的实验研究

正如卡西尼号所证实，土卫六拥有丰富的湖泊与海洋。这些液态体的主要组分包括甲烷（$CH_4$）与乙烷（$C_2H_6$）；然而，证据表明诸如乙烯（$C_2H_4$）等次要组分也可能存在于湖泊中。随着湖面下降，会留下 5 $\mu m$ 亮度的沉积，类似于地球上的蒸发岩沉积。在此，我们利用能够复现土卫六表面条件（89–94 K，1.5 bar $N_2$）的土卫六模拟舱，提供饱和值、蒸发速率以及对乙烯蒸发岩形成的约束。实验样品通过傅里叶变换红外光谱、质量与温度读数进行分析。乙烯蒸发岩在甲烷溶剂中比在乙烷溶剂或甲烷/乙烷混合物中形成更快。我们测得甲烷的平均蒸发速率为 $(2.8 \pm 0.3) \times 10^{-4} kg \; m^{-2} \; s^{-1}$，乙烷的平均上限蒸发速率小于 $5.5 \times 10^{-6} kg \; m^{-2} \; s^{-1}$。此外，我们观测到乙烯在 1.630 与 2.121 $\mu m$ 吸收带的红移，以及甲烷在 1.666 $\mu m$ 吸收带的持续存在。