Image du vaisseau spatial Galileo de la NASA de la lune Io de Jupiter, la troisième plus grande lune de la planète. Crédit : NASA/JPL/Université d'Arizona
L'étude de Rutgers montre une nouvelle façon dont les dunes peuvent se former sur diverses surfaces célestes.
Les scientifiques se sont longtemps demandé comment JupiterLa lune la plus intérieure de , Io, a des crêtes sinueuses aussi magnifiques que toutes celles que l'on peut voir dans des films comme "Dune". Maintenant, une étude de recherche de Rutgers a présenté une nouvelle explication de la façon dont les dunes peuvent se former même sur une surface aussi glacée et agitée que celle d'Io.
L'étude, publiée dans la revue Communications Nature le 19 avril 2022, est basé sur une étude des processus physiques contrôlant le mouvement des grains couplée à une analyse des images de la mission de 14 ans de NASAdu vaisseau spatial Galileo, qui a permis la création des premières cartes détaillées des lunes de Jupiter. La nouvelle recherche devrait élargir notre compréhension scientifique des caractéristiques géologiques de ces mondes semblables à des planètes.
"Nos études indiquent la possibilité d'Io en tant que nouveau" monde de dunes "", a déclaré le premier auteur George McDonald, chercheur postdoctoral au département des sciences terrestres et planétaires de Rutgers. "Nous avons proposé, et testé quantitativement, un mécanisme par lequel les grains de sable peuvent se déplacer, et à leur tour des dunes pourraient s'y former."
Dunes potentielles sur Io, la lune de Jupiter. Une analyse indique que le matériau sombre (en bas à gauche) est des coulées de lave récemment mises en place, tandis que les caractéristiques répétées en forme de ligne dominant l'image sont des dunes potentielles. Les zones blanches et brillantes peuvent être des grains nouvellement mis en place lorsque les coulées de lave vaporisent le givre adjacent. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Rutgers
Les connaissances scientifiques actuelles dictent que les dunes, de par leur nature, sont des collines ou des crêtes de sable empilées par le vent. Et les scientifiques dans des études précédentes sur Io, tout en décrivant sa surface comme contenant des caractéristiques semblables à des dunes, ont conclu que les crêtes ne pouvaient pas être des dunes puisque les forces des vents sur Io sont faibles en raison de la faible densité de l'atmosphère de la lune.
"Ce travail nous dit que les environnements dans lesquels se trouvent les dunes sont considérablement plus variés que les paysages désertiques classiques et sans fin sur certaines parties de la Terre ou sur la planète fictive Arrakis dans 'Dune'", a déclaré McDonald.
La mission Galileo, qui a duré de 1989 à 2003, a enregistré tellement de premières scientifiques que les chercheurs étudient encore aujourd'hui les données qu'elle a recueillies. L'une des principales informations tirées des données était la forte activité volcanique sur Io - à tel point que ses volcans refont surface à plusieurs reprises et rapidement dans le petit monde.
La surface d'Io est un mélange de coulées de lave solidifiées noires et de sable, de coulées de lave "effusives" et de "neiges" de dioxyde de soufre. Les scientifiques ont utilisé des équations mathématiques pour simuler les forces sur un seul grain de basalte ou de givre et calculer sa trajectoire. Lorsque la lave s'écoule dans le dioxyde de soufre sous la surface de la lune, sa ventilation est "suffisamment dense et rapide pour déplacer des grains sur Io et éventuellement permettre la formation de caractéristiques à grande échelle comme des dunes", a déclaré McDonald.
Une fois que les chercheurs ont conçu un mécanisme par lequel les dunes pourraient se former, ils se sont tournés vers des photos de la surface d'Io prises par le vaisseau spatial Galileo pour plus de preuves. L'espacement des crêtes et les rapports hauteur-largeur qu'ils ont observés étaient cohérents avec les tendances des dunes observées sur Terre et sur d'autres planètes.
"Un travail comme celui-ci nous permet vraiment de comprendre comment fonctionne le cosmos", a déclaré Lujendra Ojha, co-auteur et professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et des planètes. "En fin de compte, en science planétaire, c'est ce que nous essayons de faire."
Référence : « Aeolian sediment transport on Io from lava–frost interactions » par George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing et Laura Kerber, 19 avril 2022, Communications Nature.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
L'article comprenait également des auteurs de l'Université de l'Oregon, du Massachusetts Institute of Technology, de la Texas A&M University et du Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technology.
