土卫六烷烃储层中液态烃的垂直成分变化

根据卡西尼号任务留下的线索，土卫六作为太阳系中具有水文循环的两个天体之一，可能拥有以液态烃为基础的、类似地球含水层的储层，称为“烷烃储层（alkanofers）”。在地球上，石油与天然气储层呈现出在地质时间尺度上形成的化学成分垂直梯度。本工作中，我们旨在研究土卫六的进程导致类似情形所需的条件。我们建立了包含 N_2+CH_4+C_2H_6 液体混合物中压力扩散与热扩散（Soret 效应）的数值模型，这与土卫六可能的烷烃储层相关。我们的主要假设是存在被困于低渗透多孔基质中的液体储层。由于分子尺寸小，氮似乎比乙烷对重力更敏感，即便后者质量略大。这一在等温地壳中观察到的行为因地热梯度的存在而增强。在数十万年至数千万年时间段内形成的垂直成分梯度不受分子扩散系数影响。我们发现乙烷在扩散作用下并不会在烷烃储层底部累积，这使得土卫六表面为何未观测到乙烷的问题仍悬而未决。若烷烃储层液体与水冰接触，我们核查发现 N_2 通常不会阻碍 C_2H_6 的笼形包合，除某些层外。有趣的是，我们发现稀有气体易在烷烃储层底部累积。