土衛六表面發現百米高沙丘 形態酷似地球沙漠

美國宇航局正在土星軌道運行的卡西尼號探測器發現土衛六「泰坦」表面的沙丘也會發生和地球上非常相似的變化,甚至整片沙漠的景象也同樣呈現出和地球上非常相似的景致。但是這種相似也就到此為止了,因為兩者之間的巨大差異是顯而易見的:土衛六表面那些300英尺(約合91米)高,1英里(約合1.6公里)寬的沙丘並非由主要是石英的沙子組成,而是冰凍的碳氫化合物「沙粒」——究其成分,更像是固體的石油，而非沙子。在土衛六表面分佈著400萬平方英里(約合1000萬平方公里)的沙漠,幾乎和美國的國土面積相當。對於這些沙丘成因的研究將有助於科學家們理解這顆籠罩在濃密大氣下方神秘星球的氣候模式。

對於卡西尼探測器發回數據的分析結果顯示土衛六表面的沙丘也會形成和地球上沙漠中類似的形態。這些研究結果給出了有關這顆衛星氣候以及地質歷史的最新線索。在土衛六表面，沙丘遍佈的沙漠是面積第二大的地形單元,最大的地形單元則是平原。因此對於這些地形的研究將極大地增加我們對於這顆星球獨特環境的理解。儘管從形狀上看起來,土衛六上的沙丘和地球上納米比亞或阿拉伯半島上看到的縱向沙壟並無多大差異。但是從我們的標準來說,土衛六上的沙丘規模巨大。平均的說,土衛六表面的沙丘有1~2公里寬,100米高,數百公里長。然而,它們的大小和空間分佈各處存在差異。這一點反映出它們形成和演化的環境條件因素。根據卡西尼探測器發回的雷達探測數據,美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)前博士後研究員,愛麗絲.李.戈爾(Alice Le Gall)和她的合作夥伴合作開展研究,發現土衛六表面的沙丘大小至少受到兩個因素的控制:海拔高度和緯度。

研究顯示,位於海拔更高地區的沙丘一般傾向於顯得更纖細,相互之間的間距也更寬一些。卡西尼雷達偵測到的這種沙丘之間間距的擴大或許暗示這些高地地區缺乏足夠的沙粒覆蓋。也就是說,形成沙丘所需的沙粒似乎都集中在土衛六表面的低地地區。科學家們認為土衛六表面的沙粒並非像地球那樣主要是由硅質礦物組成的,而是固態的碳氫化合物顆粒,其來源是「大氣降水」後的凝結。隨後這些降落地面的碳氫化合物被某種我們尚未可知的作用機制「研磨」成1毫米左右粒徑的細微顆粒。而在緯度方面,土衛六表面的沙丘似乎集中於其赤道地區,更具體的說是在南北緯30度之間。並且這些沙丘自南向北似乎顯示出減少的趨勢。愛麗絲和同事們認為這可能和土星的偏心軌道有關。土衛六上的每一個季節都相當於地球上的7年。土星的軌道顯示出輕微的偏心率(即軌道橢圓的扁率),這樣的結果是土衛六的南半球擁有一個時間上較為短暫但是更加高溫的夏季。因此土衛六南半球的夏季或許更加乾燥,這就意味著這裡的地表濕度更小一些。而地表的乾燥度越高,沙粒被風力搬運並堆積成沙丘的可能性便越高。愛麗絲說:「當你在土衛六上往北走,我們相信你會觀察到土壤濕度的上升,這讓沙粒的可移動性下降,因此,其結果便是:形成沙丘的過程變得更加困難。」

另外的一些現象似乎也支持她們的研究結果:如土衛六表面的湖泊和海洋的分佈在緯度帶上的分佈並非是均勻的。這些巨大的液體聚集地顯著地集中在北半球,這也從另一個側面證明土衛六北半球的土壤或許更加潮濕,也就等於說明這裡的沙粒不容易被移動從而堆積成沙丘。尼古拉斯.奧托貝利(Nicolas Altobelli)是歐空局卡西尼-惠更斯項目科學家,他說:「理解這些沙丘的成因並嘗試對它們的大小,形狀和分佈進行解釋,對於我們理解土衛六的氣候和地質特徵非常重要。」