撞击 Titan 甲烷氢化物 crust 作为大气甲烷的来源

Titan 是太阳系中唯一拥有稠密大气的冰状卫星。该大气主要由氮组成，仅含有少量甲烷，这支持着 Titan 上活跃的甲烷基水循环。然而，甲烷的存在令人 Mysteries，因为其寿命可能远短于太阳系的年龄，由于不可逆的 UV 光解作用而被不可避免地破坏。为解释 Titan 当前大气中甲烷的丰度，人们假设需要一种补给机制。撞击形成的撞击坑可能就是其中之一；甲烷氢化物层可能覆盖在 Titan 表面，成为一种在被撞击破坏时释放甲烷的储库。本文通过进行撞击模拟，探讨了撞击对甲烷氢化物层的影响，研究甲烷通过撞击释放到大气中的数量。我们的模拟显示，甲烷释放的数量取决于撞击体大小和甲烷氢化物层的厚度。单个直径为 20 km 的撞击体可释放至其当前大气质量的 1%；撞击仰角和表面孔隙率的效果可能使释放量增加 2-3 倍。撞击释放的速率低于光解的净损失速率，但通过撞击释放的甲烷质量可使甲烷在 Titan 大气中的寿命最长多 3%。直径大于 400 km 的 Menrva 级撞击直接释放约占 Titan 当前大气甲烷的 ~15%。撞击体对大气的直接加热可能进一步促进岩石层的加热和甲烷释放。