没有风的地方也会有沙丘。
木卫一表面的沙丘状地貌。左下方黑色的是熔岩流;白色区域是熔岩与二氧化硫“霜”的接触面;大片连续重复的波浪状地貌即为疑似的沙丘。照片由伽利略探测器拍摄。NASA / JPL-Caltech / Rutgers
常识告诉我们,有风的地方才有沙丘。但是在太阳系的一隅,在一个几乎没有大气层的地方,科学家却发现了连绵不绝的沙丘。
这个地方就是木星的卫星——木卫一。
木卫一表面的沙丘状地貌。Nature
从很多方面来看,木卫一都是木星诸多大卫星中最独特的一个。它是太阳系中除地球外唯一存在剧烈火山运动的天体。频繁的火山喷发,持续地重塑着木卫一的表面。
木卫一上的一座火山正在喷发。NASA
木卫一地表混杂着黑色的岩石和沙砾,流淌着熔岩,覆盖着二氧化硫的霜雪。与此同时,科学家还在它的表面发现了许多看起来像是大片“沙丘”般的东西。
沙丘的形成需要风。风能够把沙粒堆积起来,形成一个个小沙堆。但木卫一基本上没有大气,不可能有足够强的风。因此科学家一直以来认为,这些沙丘状的东西并不是沙丘。
但最近罗格斯大学的科学家通过模拟沙砾在受力情况下的运动方式后发现,如果熔岩流与木卫一地表的二氧化硫“霜”发生接触,下方的二氧化硫被汽化后就会向外喷出,形成多点喷气现象。此类喷气的密度,以及喷出气体的运动速度,足以形成“风”,推动木卫一地表的沙砾;并在大尺度上,形成类似于沙丘的地貌。
研究人员在分析了伽利略探测器拍摄的木卫一表面照片后发现,照片中的沙丘间距和长宽比,与理论模型的预言是相符的。
研究结果表明,在宇宙中,相似的形态可以在不同的环境中,以不同的机制形成,而并非只有地球上的那一种方式。
熔岩流汽化固态二氧化硫后形成小规模喷发,推动沙丘形成。Nature
参考Aeolian sediment transport on Io from lava–frost interactionshttps://www.nature.com/articles/s41467-022-29682-x