صورة مركبة الفضاء جاليليو التابعة لوكالة ناسا لقمر المشتري آيو ، ثالث أكبر قمر على الكوكب. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث / جامعة أريزونا
تظهر دراسة روتجرز طريقة جديدة يمكن أن تتشكل بها الكثبان الرملية على أسطح سماوية متنوعة.
لطالما فكر العلماء في كيفية حدوث ذلك كوكب المشترييوجد في أعمق قمر ، Io ، حواف متعرجة رائعة مثل أي حواف يمكن رؤيتها في أفلام مثل "الكثبان الرملية". الآن ، قدمت دراسة بحثية أجرتها شركة روتجرز تفسيرًا جديدًا لكيفية تشكل الكثبان الرملية حتى على سطح مثل جليدي وعصبي مثل Io.
الدراسة، التي نشرت في مجلة طبيعة الاتصالات في 19 أبريل 2022 ، استنادًا إلى دراسة العمليات الفيزيائية التي تتحكم في حركة الحبوب إلى جانب تحليل الصور من مهمة استمرت 14 عامًا وكالة ناسامركبة الفضاء جاليليو ، التي سمحت بإنشاء الخرائط التفصيلية الأولى لأقمار المشتري. من المتوقع أن يوسع البحث الجديد فهمنا العلمي للسمات الجيولوجية لهذه العوالم الشبيهة بالكواكب.
قال المؤلف الأول جورج ماكدونالد ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علوم الأرض والكواكب في روتجرز: "تشير دراساتنا إلى إمكانية أن يكون آيو" عالمًا كثبانًا جديدًا ". "لقد اقترحنا ، واختبرنا كميًا ، آلية يمكن من خلالها أن تتحرك حبيبات الرمل ، وبالتالي يمكن أن تتشكل الكثبان هناك."
الكثبان الرملية المحتملة على قمر المشتري آيو. يشير التحليل إلى أن المادة المظلمة (أسفل اليسار) هي عبارة عن تدفقات الحمم البركانية التي تم وضعها مؤخرًا ، في حين أن الميزات الشبيهة بالخطوط التي تهيمن على الصورة هي كثبان محتملة. قد تكون المناطق البيضاء الساطعة عبارة عن حبيبات مزروعة حديثًا حيث تتدفق الحمم البركانية لتبخر الصقيع المجاور. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / Rutgers
يفترض الفهم العلمي الحالي أن الكثبان ، بطبيعتها ، هي تلال أو تلال من الرمال تراكمت بفعل الرياح. وخلص العلماء في دراسات سابقة لـ Io ، أثناء وصفهم لسطحه على أنه يحتوي على بعض السمات الشبيهة بالكثبان ، إلى أن التلال لا يمكن أن تكون كثبانًا لأن قوى الرياح على Io ضعيفة بسبب الغلاف الجوي للقمر منخفض الكثافة.
قال ماكدونالد: "يخبرنا هذا العمل أن البيئات التي توجد فيها الكثبان أكثر تنوعًا بشكل كبير من المناظر الطبيعية الصحراوية الكلاسيكية التي لا نهاية لها على أجزاء من الأرض أو على كوكب أراكيس الخيالي في الكثبان الرملية".
سجلت مهمة جاليليو ، التي استمرت من عام 1989 حتى عام 2003 ، العديد من الأوائل العلمية التي لا يزال الباحثون حتى يومنا هذا يدرسون البيانات التي جمعوها. كانت إحدى الأفكار الرئيسية المستقاة من البيانات هي النطاق المرتفع للنشاط البركاني على Io - لدرجة أن براكينها عادت إلى الظهور بشكل متكرر وبسرعة في العالم الصغير.
سطح أيو عبارة عن مزيج من تدفقات الحمم البركانية الصلبة السوداء والرمال ، وتدفق الحمم البركانية "المتدفقة" ، و "الثلوج" من ثاني أكسيد الكبريت. استخدم العلماء معادلات رياضية لمحاكاة القوى على حبة بازلت واحدة أو صقيع وحساب مسارها. قال ماكدونالد إنه عندما تتدفق الحمم البركانية إلى ثاني أكسيد الكبريت تحت سطح القمر ، فإن تنفيسها يكون "كثيفًا وسريع الحركة بدرجة كافية لتحريك الحبوب على Io وربما تمكن من تكوين سمات واسعة النطاق مثل الكثبان الرملية".
بمجرد أن ابتكر الباحثون آلية يمكن من خلالها أن تتشكل الكثبان ، نظروا إلى صور سطح آيو التي التقطتها مركبة جاليليو الفضائية للحصول على مزيد من الإثبات. كانت المسافات بين القمم ونسب الارتفاع إلى العرض التي لاحظوها متوافقة مع اتجاهات الكثبان الرملية التي شوهدت على الأرض والكواكب الأخرى.
قال Lujendra Ojha ، وهو مؤلف مشارك وأستاذ مساعد في قسم علوم الأرض والكواكب: "يتيح لنا مثل هذا العمل حقًا فهم كيفية عمل الكون". "في النهاية ، في علم الكواكب ، هذا ما نحاول القيام به."
المرجع: "نقل الرواسب الإيولية على Io من تفاعلات الحمم البركانية والصقيع" بقلم جورج د. ماكدونالد وجوشوا مينديز هاربر ولوجيندرا أوجا وبول كوريليس وجوزيف دوفيك وريان سي إيوينج ولورا كيربر ، 19 أبريل 2022 ، طبيعة الاتصالات.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
تضمنت الورقة أيضًا مؤلفين من جامعة أوريغون ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة تكساس إيه آند إم ومختبر الدفع النفاث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
