根據(jù)美國宇航局(NASA)卡西尼號探測器的觀測結(jié)果,在土星衛(wèi)星土衛(wèi)六上形成波紋的沙丘可能具有幾千年的歷史。
對這些沙丘進(jìn)行的迄今最詳盡的雷達(dá)成像研究顯示,隨著土衛(wèi)六的軌道相對于太陽的擺動(dòng),塑造沙丘的風(fēng)有可能改變了方向。這些軌道的變化被認(rèn)為改變了星球表面哪一部分能夠照射到最多的陽光,而沙丘的形狀則反映了氣候模式的變化。
主持這項(xiàng)研究的美國大學(xué)城得克薩斯農(nóng)工大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Ryan Ewing指出,讓一個(gè)沙丘改變方向可能需要3000土星年的時(shí)光,這相當(dāng)于90000地球年。
研究人員在12月8日出版的《自然—地球科學(xué)》上報(bào)告了這一研究成果。
地球上的一些大沙丘——例如撒哈拉沙漠西部的沙丘——事實(shí)上存留了關(guān)于過去氣候變化的記憶。在最后一個(gè)冰河期,地球上的風(fēng)要強(qiáng)勁得多,當(dāng)時(shí)地球搖擺的軌道使得冰川向著亞熱帶前進(jìn)并改變了那里的氣候模式。在此期間形成的最大沙丘在隨后的11000年中沒有改變方向。
科學(xué)家一直很難確定形成土衛(wèi)六沙丘的原因。這些沙丘是由碳?xì)浠衔镂⒘?gòu)成的,并很可能是太陽系中最大的,因此它們更類似于煤煙堆而不是地球的沙堆,后者主要由二氧化硅構(gòu)成。
這些沙丘延伸達(dá)數(shù)百公里,面積相當(dāng)于包括阿拉斯加州在內(nèi)的整個(gè)美國的大小。
對于是什么原因塑造了這些沙丘有各種各樣的想法,包括從西或從東吹來的風(fēng),這些風(fēng)可能每天、每個(gè)季節(jié)或按照其他的規(guī)律變化。
Ewing的研究團(tuán)隊(duì)分析了約10000座沙丘的脊線,這些脊線是由從2004年環(huán)繞土星運(yùn)轉(zhuǎn)的卡西尼號探測器上裝載的雷達(dá)設(shè)備繪制的。
研究人員使用的一種新算法使得他們能夠比以往從圖像中提取出更精確的信息。這種更敏銳的觀測使得他們能夠看清1千米左右的特征,包括第一次發(fā)現(xiàn)由3條甚至更多脊線交匯在一起形成的星形沙丘。
這些星形沙丘意味著盛行風(fēng)必定在不同時(shí)期從不同方向吹來。重要的是,小型的星形沙丘是從一個(gè)不同方向的更大的線性沙丘轉(zhuǎn)化而來的,這意味著星形沙丘正在改變線性沙丘。
研究小組隨后計(jì)算出風(fēng)需要幾千年才能夠改變沙丘的方向,從而阻斷線性沙丘的生長并開始形成星形沙丘。
馬里蘭州桂冠市約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家Ralph Lorenz說,了解了沙丘的形成需要這么長的時(shí)間意味著科學(xué)家可以開始回首過去。他說:“這項(xiàng)工作為研究土衛(wèi)六的古氣候打開了一個(gè)沙丘形態(tài)學(xué)的窗口?!?/span>
Ewing和他的同事如今正使用研究地球氣候的全球氣候模型,分析軌道的變化將會如何改變土衛(wèi)六上的風(fēng)向。
土衛(wèi)六是土星衛(wèi)星中最大的一顆,也是太陽系第二大衛(wèi)星。由于土衛(wèi)六是太陽系唯一擁有濃厚大氣層的衛(wèi)星,因此被高度懷疑有生命體的存在,科學(xué)家也推測大氣中的甲烷可能是生命體的基礎(chǔ)。
土衛(wèi)六可以被視為一個(gè)時(shí)光機(jī)器,有助人們了解地球最初期的情況,揭開地球生物如何誕生之謎。土衛(wèi)六上的表面重力極低,和月球相當(dāng),但又擁有濃厚大氣層,其表面的大氣壓約為地球的1.5倍。