Snímek sondy NASA Galileo Jupiterova měsíce Io, třetího největšího měsíce planety. Poděkování: NASA/JPL/University of Arizona
Rutgersova studie ukazuje nový způsob, jak se mohou duny tvořit na různých nebeských površích.
Vědci dlouho přemýšleli jak JupiterNejvnitřnější měsíc Io má klikaté hřbety stejně velkolepé jako všechny ostatní, které lze vidět ve filmech jako „Duna“. Rutgersova výzkumná studie nyní přinesla nové vysvětlení toho, jak se mohou duny tvořit i na povrchu tak ledovém a rozbouřeném, jako je Io.
Studie, publikovaná v časopise Nature Communications dne 19. dubna 2022 je založeno na studii fyzikálních procesů řídících pohyb zrna ve spojení s analýzou snímků ze 14leté mise NASASonda Galileo, která umožnila vytvoření prvních podrobných map Jupiterových měsíců. Očekává se, že nový výzkum rozšíří naše vědecké chápání geologických rysů na těchto planetách podobných světech.
"Naše studie poukazují na možnost Io jako nového 'světa dun'," řekl první autor George McDonald, postdoktorandský výzkumník v Rutgersově oddělení věd o Zemi a planetách. "Navrhli jsme a kvantitativně otestovali mechanismus, pomocí kterého se mohou zrnka písku pohybovat a následně by se tam mohly tvořit duny."
Potenciální duny na Jupiterově měsíci Io. Analýza ukazuje, že tmavým materiálem (vlevo dole) jsou nedávno umístěné lávové proudy, zatímco opakované čárové útvary dominující snímku jsou potenciální duny. Jasné, bílé oblasti mohou být nově umístěná zrna, když lávové proudy vypařují přilehlý mráz. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/Rutgers
Současné vědecké poznatky diktují, že duny jsou ze své podstaty kopce nebo hřebeny písku nahromaděné větrem. A vědci v předchozích studiích Io, zatímco popisovali jeho povrch jako obsahující některé dunové útvary, dospěli k závěru, že hřebeny nemohou být dunami, protože síly větrů na Io jsou slabé kvůli měsíční atmosféře s nízkou hustotou.
„Tato práce nám říká, že prostředí, ve kterých se duny nacházejí, jsou podstatně rozmanitější než klasické, nekonečné pouštní krajiny na částech Země nebo na fiktivní planetě Arrakis v ‚Duně‘,“ řekl McDonald.
Mise Galileo, která trvala v letech 1989 – 2003, zaznamenala tolik vědeckých prvenství, že výzkumníci dodnes stále studují data, která shromáždila. Jedním z hlavních poznatků získaných z dat byl vysoký rozsah sopečné aktivity na Io – natolik, že jeho sopky opakovaně a rychle obnovují povrch malého světa.
Povrch Io je směsí černých ztuhlých lávových proudů a písku, tekoucích „výtokových“ lávových proudů a „sněhů“ oxidu siřičitého. Vědci použili matematické rovnice k simulaci sil působících na jedno zrnko čediče nebo mrazu a vypočítali jeho dráhu. Když láva proudí do oxidu siřičitého pod povrchem Měsíce, její ventilace je „hustá a dostatečně rychle se pohybující, aby pohnula zrny na Io a možná umožnila tvorbu rozsáhlých útvarů, jako jsou duny,“ řekl McDonald.
Jakmile vědci vymysleli mechanismus, pomocí kterého by se mohly duny tvořit, podívali se na fotografie povrchu Io, které pořídila kosmická loď Galileo, aby získali další důkaz. Rozestupy hřebenů a poměry výšky k šířce, které pozorovaly, byly v souladu s trendy pro duny pozorované na Zemi a jiných planetách.
"Taková práce nám skutečně umožňuje porozumět tomu, jak vesmír funguje," řekl Lujendra Ojha, spoluautor a odborný asistent na katedře věd o Zemi a planetách. "Nakonec se v planetární vědě o to snažíme."
Reference: “Aeolian sediment Transport on Io from lava-frost Interactions” od George D. McDonalda, Joshuy Méndez Harpera, Lujendry Ojhy, Paula Corliese, Josefa Dufka, Ryana C. Ewinga a Laury Kerber, 19. dubna 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
Práce také zahrnovala autory z University of Oregon, Massachusetts Institute of Technology, Texas A&M University a Jet Propulsion Laboratory na California Institute of Technology.
