土卫六大气层大气演化土卫六能维持浓密大气层存在的原因至今仍是个谜，因为结构和土卫六相近的木星卫星木卫三和木卫四都只有极稀薄的大气层

虽然目前仍所之甚少，科学家仍然从最近的探测任务中得知了土卫六大气层演化的基本约束条件

简单地说，以土星和太阳的距离、低太阳辐射量和太阳风流量这三个因素下，挥发性的化学物质倾向于在类地行星和卫星上以物质的主要三相同时存在

土卫六表面的温度大约是相当低的94K

结果就是在土卫六上成为大气层成分物质的质量百分浓度远高于地球

事实上，最近的研究结果指出土卫六只有50%的质量是硅酸盐，其他则是各种相态的水冰和含氨的水合物

氨可能是土卫六大气层中氮分子的原始来源，并且含氨水合物可能占据土卫六最多8%的质量

Tobie等人的论文中指出，土卫六很可能产生了分层结构，并且在冰Ih层下的液态水层可能富含氨

就目前已知的限制条件，即现在大部分大气质量流失主要是因为低表面重力和太阳风光解

土卫六的早期大气层损失量可以简单地使用氮的14N/15N同位素比值推测，重量较轻的14N会较早因为光解和加热而较先从高层大气散逸

因为土卫六的原始14N/15N比值所之甚少，土卫六的早期氮同位素比值可以在今日的1.5到100倍之间变化，但可能是较低的倍数

因为氮是土卫六大气层的主要成分（98%），从氮同位素比值可得知大部分的氮已经在整个地质时期中流失

尽管如此，土卫六表面的大气压力仍大约是地球的1.5倍，这是因为土卫六的原始大气所含挥发性物质超过地球和火星原始大气含量

土卫六大部分散失的大气层可能是在5千万年内因为高能的重量较轻原子以吸积方式带走许多大气层物质（流体动力剥离事件，Hydrodynamicblowoffevent）

这样的事件可能是因为年轻太阳释放较高能X射线和紫外线光子造成大气层被加热和物质光解而发生

木卫三和木卫四的结构与土卫六类似，因此为什么这两颗木星最大的卫星无法拥有和土卫六一样浓密大气层的原因至今仍不明

不过，土卫六的氮来自早期氨从土卫六地下释出与光解后的吸积，而非增生包合物脱气可能是正确推论的关键

如果氮来自于包合物的释放，太阳系的惰性气体原始核素36Ar和38Ar应该存在于土卫六大气层中，但两者在大气层中几乎侦测不到

前述两种氩同位素含量含量极低的原因也表示必须要约40K的低温才不会使两种同位素散逸，并且含氮的包合物并未存在于土星形成前的土星次星云

相反地，土卫六早期温度可能高于75K，甚至限制了含氨水合物的累积

土星次星云的温度可能甚至高于木星次星云，这是因为较高的重力位能释放，质量和较接近太阳而大量减少了木卫三和木卫四累积氨的可能性

最终产生的以氮为主成分的大气层可能太稀薄而无法抵抗大气剥离

另一个替代解释则是彗星撞击木卫三和木卫四上时因为木星的重力场较强，释放的能量比撞击土卫六时更多

这可能会剥离木卫三和木卫四的大气层，而彗星物质则会帮助土卫六形成大气层

然而，土卫六大气层中氘和氢（2H/1H或D/H）的比值是2.3±0.5×10−4，比彗星中的值低接近1.5倍，这项差异表示彗星物质不太可能是土卫六大气层物质的主要来源

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