土卫六全球海洋中的共振分层

土卫六的冰壳漂浮在由 Cassini 探测器记录的大潮汐 Love 数 $k_2 = 0.616\pm0.067$ 所揭示的全球海洋之上。在没有海洋的情况下，Cassini 的观测值超出预测的 $k_2$ 一个数量级，且如果海洋是位于刚性海底上的纯水，则观测值与预测的 $k_2$ 相差 3-$\sigma$。先前的研究表明，高度富含盐分的海洋（盐度 $S\gtrsim200$ g/kg）可以解释 $k_2$ 中的 3-$\sigma$ 信号。在此，我们使用简单的物理论证重新审视先前对土卫六大 $k_2$ 的解释，并基于与土星引起的偏心率潮汐产生共振的稳定分层海洋的动态潮汐响应，提出了一种新的解释。我们的模型包含了对 Coriolis 力和海洋径向分层的全面考虑所带来的惯性效应，这些效应在其他研究中通常被忽略或近似。海洋的分层源于盐浓度随深度线性增加的盐度剖面。我们发现了多种可导致 Cassini 所需 $k_2$ 的盐度剖面。与忽略分层的先前解释相比，共振分层将观测所需的体盐度降低了一个数量级，达到与地球海洋相容且接近 Enceladus 羽流的土卫六海洋盐度。因此，不需要如先前所建议的特殊过程将土卫六海洋富集至高盐度。