這項(xiàng)研究于4月19日發(fā)表在《自然通訊》雜志上，它基于對控制顆粒運(yùn)動(dòng)的物理過程的研究，以及對美國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)家們在以前對木衛(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。”