2022年7月1日,星期五

木星的卫星木卫一有由熔岩流形成的美丽沙丘

一种新的解释解释了沙丘如何在像木卫一这样冰冷翻滚的表面上形成。

木星的卫星木卫一是太阳系中火山活动最活跃的天体。众所周知,它重新浮出水面的速度最快。然而,木星最深处的卫星为何会有沙丘般雄伟的蜿蜒山脊,这让科学家们感到困惑。

一项新的研究罗格斯大学就如何在像木卫一这样冰冷翻滚的表面上形成沙丘提供了新的解释。

在这项研究中,科学家们研究了控制颗粒运动的物理过程,并对NASA伽利略号飞船14年来执行任务的图像进行了分析。该任务的数据使科学家能够绘制出第一张木星卫星的详细地图。

这项研究表明木卫一可能是一个新的沙丘世界。科学家们还提出并定量测试了一种机制沙粒因此形成了沙丘。

沙丘被认为是由风堆积起来的沙的山丘或山脊。之前关于木卫一的研究描述了Io表面表明这些山脊不可能是沙丘,因为木卫一上的风的力量很弱月球的低密度的气氛

这项新的研究表明,与地球上某些地方的经典的、无尽的沙漠景观或《沙丘》(Dune)中的虚构星球阿拉基斯(Arrakis)相比,发现沙丘的环境要丰富得多。

美国国家航空航天局的伽利略号任务因其在火星之旅中的发现而闻名木星从1989年到2003年。该航天器在执行任务期间收集了大量数据,科学家们仍在对其进行研究。从这些数据中收集到的一个重要见解是木卫一上火山活动的广泛程度——如此之多,以至于它的火山反复迅速地重新出现在这个小世界上。

第一作者、罗格斯大学地球与行星科学系博士后研究员乔治·麦克唐纳说:木卫一的表面混合着凝固的黑色熔岩流和沙子,流动着“喷涌的”熔岩流,以及二氧化硫的“雪”。我们用数学方程来模拟单个玄武岩或霜粒上的力,并计算其路径。当熔岩流入木卫一表面下的二氧化硫时,其喷发“密度和速度足以移动木卫一上的颗粒,并可能形成沙丘等大规模特征。”

在设计了沙丘形成的过程后,科学家们转向了伽利略号飞船获得的木卫一表面照片,以获得更多证据。波峰间距和高宽比与地球和其他行星上记录的趋势一致。

该研究的合著者、地球与行星科学系助理教授Lujendra Ojha“这样的工作让我们能够理解宇宙是如何运行的。最后,在行星科学中,这就是我们试图做的。”

期刊引用:

  1. 麦克唐纳,g.d., Méndez哈珀,J., Ojha, L.等。岩浆-霜冻相互作用对木卫一上风沙运移的影响。Nat comm 13, 2076(2022)。DOI:10.1038 / s41467 - 022 - 29682 - x
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