潮汐加热使土卫八具有阴阳脸和赤道脊

太阳系引力变化，潮汐加热使土卫八具有阴阳脸和赤道脊

土星的卫星土卫八上有很多奇特的地形地貌，最突出的就是其阴阳脸和赤道脊。

阴阳脸

17世纪时，卡西尼发现他只能在土星的西侧观测到土卫八，而从来无法在东侧观测到这颗卫星。他准确的推断出土卫八是围绕土星公转的同步自转卫星，同时它的一面要比另一面暗得多。后来这个推断被更大型的望远镜所证实。

土卫八两个半球亮度的差别是巨大的。其同轨道方向的一面较暗（反照率为0.3-0.5），略带红棕色；另一面的大部分则较为明亮（反照率为0.5-0.6，接近土卫二）。所以逆轨道方向一面的星等达到了10.2等；而同轨道方向一面的星等大约为11.9等——超出了17世纪最好的望远镜的可辨别范围。土卫八的这种明暗表面类似于道教中的太极图以及网球的表面，其暗面被命名为卡西尼区，明面被命名为隆塞斯瓦列斯区。

赤道脊

土卫八的另一个神秘之处是其位于卡西尼区中心的赤道脊，长度约1300公里，宽度为20公里，高度达13公里，这几乎环绕了四分之三的赤道。这是人们在卡西尼号于2004年12月31日拍摄的照片中发现的。土卫八的赤道脊由多种复杂地形构成，包括独立的山峰、长度超过200公里的悬崖和由三段距离很近的平行山脊构成的地形单元，该赤道脊的一部分甚至高出周围平原地形达20公里。在明亮的隆塞斯瓦列斯高地则不存在赤道脊，取而代之的则是赤道地区一系列高度达10公里的独立山峰。赤道脊地形遭受过猛烈的轰击，这证明其地质年代已经十分久远。这种近赤道的突出地形使得土卫八的外形呈核桃状。

根据现有的资料，天文学家仍不清楚这种地形是如何形成的。最难以解释的问题之一是为何赤道脊如此精确的分布于赤道一带。天文学家们提出了三种假说，但是没有一种能够解释为何赤道脊只存在于卡西尼区。

关于土卫八阴阳脸一个比较令人信服的假说认为，暗色物质是土卫八表面冰体升华之后残留下来的粗屑，并由于暴露在阳光中而进一步变黑。土卫八的自转周期长达79个地球日（等同于其公转周期，是土星卫星系统中自转周期最长的），因此它可能拥有土星卫星系统中最高的向日面温度和最低的背日面温度；在阴暗的卡西尼区的近赤道地区，暗色物质的吸热作用将会造成其日间温度达到128K，而明亮的隆塞斯瓦列斯区的平均温度则为113K。温度的差别意味着卡西尼区的冰体更容易升华，并最终在隆塞斯瓦列斯区重新凝结，特别是在温度最低的极地地区。从地质时间尺度上考虑，这种作用将会进一步使卡西尼区变暗，使隆塞斯瓦列斯区和极地地区更亮。卡西尼区暴露的冰体的逐渐损耗推动了一个热量正反馈过程的形成，最终导致明暗面反照率的更大反差。据估计，在当前的温度条件以及不考虑冰体从暗面转移至明面的情况下，卡西尼区在1000万年内将会有20米厚的冰层升华殆尽，而隆塞斯瓦列斯区在同一时间内则只损失了10米的冰层。这种模式解释了土卫八上明暗区域的分布、缺乏灰色区域和卡西尼区覆盖的暗色物质较薄的情况。

但是启动这一热反馈模式的前提是之前土卫八表面必须存在明暗的差别。

因为土卫八被土星潮汐锁定，自转与公转周期同步，总是一面朝向土星，当太阳系引力变化时，潮汐加热作用对面向土星的土卫八一面要比背离土星的一面要强烈。所以面向土星的一面变得暗淡，而背离土星的一面变得明亮。

同时太阳系引力变化，潮汐加热作用使得土卫八赤道隆起形成赤道脊，因为面向土星的一面潮汐加热作用强烈，所以赤道脊主要出现在这一面即暗面卡西尼区，而明面隆塞斯瓦列斯区则不存在赤道脊，取而代之的则是赤道地区一系列高度达10公里的独立山峰。

太阳系引力变化，潮汐加热使土卫八具有阴阳脸和赤道脊。

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