這項(xiàng)研究于4月19日發(fā)表在《自然通訊》雜志上，它基于對(duì)控制顆粒運(yùn)動(dòng)的物理過程的研究，以及對(duì)美國(guó)宇航局伽利略航天器14年任務(wù)的圖像的分析，該任務(wù)允許創(chuàng)建木星衛(wèi)星的第一個(gè)詳細(xì)地圖。這項(xiàng)新研究預(yù)計(jì)將擴(kuò)大研究人員對(duì)這些行星狀世界的地質(zhì)特征的科學(xué)理解。
“我們的研究指出木衛(wèi)一可能是一個(gè)新的‘沙丘世界’，”研究第一作者 George McDonald說，他是羅格斯大學(xué)地球和行星科學(xué)系的博士后研究員。“我們已經(jīng)提出并定量測(cè)試了一種機(jī)制，沙粒可以移動(dòng)，反過來沙丘可能在那里形成。”
目前的科學(xué)認(rèn)識(shí)決定了沙丘的性質(zhì)是由風(fēng)堆積起來的山丘或山脊。而科學(xué)家們?cè)谝郧皩?duì)木衛(wèi)一的研究中，雖然描述它的表面含有一些類似沙丘的特征，但認(rèn)為這些山脊不可能是沙丘，因?yàn)橛捎谀拘l(wèi)一的低密度大氣，來自風(fēng)的力量很弱。
McDonald說：“這項(xiàng)工作告訴我們，發(fā)現(xiàn)沙丘的環(huán)境比地球部分地區(qū)或《沙丘》中虛構(gòu)的阿拉基斯星球上經(jīng)典的、無(wú)盡的沙漠景觀要多得多。”
伽利略任務(wù)從1989年持續(xù)到2003年，記錄了許多科學(xué)上的第一次，研究人員至今仍在研究它收集的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中收集到的主要見解之一是木衛(wèi)一上的火山活動(dòng)非常頻繁--以至于它的火山反復(fù)迅速地重新出現(xiàn)在這個(gè)小世界上。
木衛(wèi)一的表面是黑色凝固的熔巖流和沙子，流動(dòng)的“噴發(fā)”熔巖流，以及二氧化硫“雪”的混合。科學(xué)家們用數(shù)學(xué)方程來模擬單個(gè)玄武巖或冰霜上的力量，并計(jì)算出其路徑。McDonald說，當(dāng)熔巖在月球表面下流向二氧化硫時(shí)，它的噴發(fā)“密集且快速移動(dòng)，足以移動(dòng)木衛(wèi)一上的顆粒，并可能使沙丘等大規(guī)模特征形成”。
一旦研究人員設(shè)計(jì)出一種沙丘可能形成的機(jī)制，他們就從伽利略航天器拍攝的木衛(wèi)一表面的照片中尋找更多證據(jù)。他們觀察到的波峰間距和高寬比與地球和其他行星上的沙丘趨勢(shì)一致。
“像這樣的工作確實(shí)使我們能夠理解宇宙是如何運(yùn)作的，”共同作者、地球和行星科學(xué)系助理教授Lujendra Ojha說。“歸根結(jié)底，在行星科學(xué)中，這就是我們要做的事情。”
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