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標題: 土衛六長期軌道擺動促進表面沙丘形態變化(圖) [打印本頁]

作者: zoomam 時間: 2015-4-17 03:27 標題: 土衛六長期軌道擺動促進表面沙丘形態變化(圖)

碳氫化合物沙丘形狀記錄了風向流動模式，從而揭示了土衛六的氣候變化情況。

北京時間15日消息，據國外媒體報道，土衛六是土星的衛星之一，表面覆蓋了眾多沙丘。美國國家航空航天局(NASA)認為，這些沙丘可能已經存在了數千年。　　目前最清晰的雷達圖像顯示，當土衛六的軌道受到太陽影響發生擺動時，土衛六表面的風向也會隨之發生變化，從而改變沙丘的形狀。軌道擺動將改變土衛六地表的光照分布，因此改變不同區域的氣候狀況，並最終通過沙丘的形狀變化予以體現。
　　德州農工大學(Texas A&M University)的一名地理學家，瑞恩·埃文指出，要想改變一個沙丘的形狀，需經歷3000個土星年之久，相當於90000個地球年。
　　該項研究發布在12月8日的《自然-地球科學》雜志上。
　　地球上也有一些體積較大的沙丘，如西撒哈拉沙漠中的沙丘，同樣顯示了遠古時期的氣候變化。在上一個冰河時代中，地球的軌道擺動使得冰川向亞熱帶地區移動，改變了當地的氣候模式，引起風力加強。該時期形成的最大的沙丘在接下來的11000年中，形狀都沒有發生變化。
　　沙子的移動
　　在判斷是什麼因素造成了土衛六表面沙丘形狀的改變時，科學家遭遇了更多的困難。土衛六上的沙丘是由碳氫化合物粒子構成的，而地球上的沙子則多由二氧化硅構成，比碳氫化合物粒子大得多。同時，土衛六上的沙丘體積巨大，是太陽系中最大的沙丘之一，綿延數百甚至數千公裡，佔地面積與美國面積相當(包括阿拉斯加在內)。關於它們的形成原因，人們提出了數種猜想。其中一種觀點認為，木衛六表面的西風風向可能經常發生變化，這種變化也許是日常性的，也許是季節性的，或遵循了其它規律。此外，沙子的數量也可能對沙丘的形狀產生影響。
　　卡西尼號太空船從2004年起便圍繞土星運轉。根據卡西尼號上裝載的雷達傳回的圖像，埃文帶領的團隊對近1萬座沙丘的脊線進行了分析。他們使用了一種算法，能夠從圖像中提取出更加清晰的細節。由於有了更高的圖像質量，科學家們能夠看清有三四條放射狀脊線的星狀沙丘一公裡范圍以內的情況，這還是有史以來第一次。
　　這些星狀沙丘的存在說明，土衛六上的盛行風向會發生時間性的變化。絕大多數星狀沙丘都分布在大型線型山丘的反方向，說明星狀沙丘是由線型沙丘演變而來的。
　　該團隊通過計算發現，每次風向的改變都需要歷經數千年之久，風向改變之後，線型沙丘便不會繼續形成，轉而產生星狀沙丘。埃文指出：『我們傳統上往往認為，風向會在幾天內、或是一個季度之內發生改變，而實際上，這一時間跨度將長達數千年。』

作者: zoomam 時間: 2015-4-17 03:27

卡西尼探測器傳回的雷達地圖，顯示了幾座較長的線狀沙丘旁的星狀沙丘。

美國馬裡蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的一名行星科學家拉爾夫·羅南茨稱，確定了這一時間跨度之後，科學家們便可以將研究對象的時間段推回到更久之前。他表示：『對沙丘形態的研究猶如一扇窗戶，可以讓人們對土衛六上的古氣候進行更加深入的了解。』　　埃文及其帶領的團隊正在利用一種全球氣候模型對土衛六進行研究，該模型與研究地球氣候變化的模型十分相似。他們希望研究出軌道擺動如何對土衛六表面風向產生影響。
　　同樣於12月8日發表在《自然》雜志上的另一篇論文或能提供一些相關線索。在這篇論文中，田納西大學的一名行星科學家德文·伯爾帶領的隊伍對他們所做的實驗進行了描述。該實驗在風道中進行，模擬了土衛六表面的低重力環境，以及土衛六厚厚的大氣層。他們發現，要想推動一堆沙子，所需風力要大於預期水平。
　　『如果需要更大的風力纔能吹動沙子的話，』埃文說，『也許我們就應當在與軌道周期相當的時間跨度內尋找更強的風。』

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