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美国宇航局卡西尼探测器拍摄到土卫六表面由冰冻的固体碳氢化合物颗粒构成的沙丘
土卫六表面发现百米高沙丘 形态酷似地球沙漠
美国宇航局正在土星轨道运行的卡西尼号探测器发现土卫六“泰坦”表面的沙丘也会发生和地球上非常相似的变化,甚至整片沙漠的景象也同样呈现出和地球上非常相似的景致。但是这种相似也就到此为止了,因为两者之间的巨大差异是显而易见的:土卫六表面那些300英尺(约合91米)高,1英里(约合1.6公里)宽的沙丘并非由主要是石英的沙子组成,而是冰冻的碳氢化合物“沙粒”——究其成分,更像是固体的石油，而非沙子。在土卫六表面分布着400万平方英里(约合1000万平方公里)的沙漠,几乎和美国的国土面积相当。对于这些沙丘成因的研究将有助于科学家们理解这颗笼罩在浓密大气下方神秘星球的气候模式。
对于卡西尼探测器发回数据的分析结果显示土卫六表面的沙丘也会形成和地球上沙漠中类似的形态。这些研究结果给出了有关这颗卫星气候以及地质历史的最新线索。在土卫六表面，沙丘遍布的沙漠是面积第二大的地形单元,最大的地形单元则是平原。因此对于这些地形的研究将极大地增加我们对于这颗星球独特环境的理解。尽管从形状上看起来,土卫六上的沙丘和地球上纳米比亚或阿拉伯半岛上看到的纵向沙垄并无多大差异。但是从我们的标准来说,土卫六上的沙丘规模巨大。平均的说,土卫六表面的沙丘有1~2公里宽,100米高,数百公里长。然而,它们的大小和空间分布各处存在差异。这一点反映出它们形成和演化的环境条件因素。根据卡西尼探测器发回的雷达探测数据,美国宇航局喷气推进实验室(JPL)前博士后研究员,爱丽丝.李.戈尔(Alice Le Gall)和她的合作伙伴合作开展研究,发现土卫六表面的沙丘大小至少受到两个因素的控制:海拔高度和纬度。
研究显示,位于海拔更高地区的沙丘一般倾向于显得更纤细,相互之间的间距也更宽一些。卡西尼雷达侦测到的这种沙丘之间间距的扩大或许暗示这些高地地区缺乏足够的沙粒覆盖。也就是说,形成沙丘所需的沙粒似乎都集中在土卫六表面的低地地区。科学家们认为土卫六表面的沙粒并非像地球那样主要是由硅质矿物组成的,而是固态的碳氢化合物颗粒,其来源是“大气降水”后的凝结。随后这些降落地面的碳氢化合物被某种我们尚未可知的作用机制“研磨”成1毫米左右粒径的细微颗粒。而在纬度方面,土卫六表面的沙丘似乎集中于其赤道地区,更具体的说是在南北纬30度之间。并且这些沙丘自南向北似乎显示出减少的趋势。爱丽丝和同事们认为这可能和土星的偏心轨道有关。土卫六上的每一个季节都相当于地球上的7年。土星的轨道显示出轻微的偏心率(即轨道椭圆的扁率),这样的结果是土卫六的南半球拥有一个时间上较为短暂但是更加高温的夏季。因此土卫六南半球的夏季或许更加干燥,这就意味着这里的地表湿度更小一些。而地表的干燥度越高,沙粒被风力搬运并堆积成沙丘的可能性便越高。爱丽丝说:“当你在土卫六上往北走,我们相信你会观察到土壤湿度的上升,这让沙粒的可移动性下降,因此,其结果便是:形成沙丘的过程变得更加困难。”
另外的一些现象似乎也支持她们的研究结果:如土卫六表面的湖泊和海洋的分布在纬度带上的分布并非是均匀的。这些巨大的液体聚集地显著地集中在北半球,这也从另一个侧面证明土卫六北半球的土壤或许更加潮湿,也就等于说明这里的沙粒不容易被移动从而堆积成沙丘。尼古拉斯.奥托贝利(Nicolas Altobelli)是欧空局卡西尼-惠更斯项目科学家,他说:“理解这些沙丘的成因并尝试对它们的大小,形状和分布进行解释,对于我们理解土卫六的气候和地质特征非常重要。”
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