Immagine della navicella spaziale Galileo della NASA della luna di Giove Io, la terza luna più grande del pianeta. Credito: NASA/JPL/Università dell'Arizona
Lo studio di Rutgers mostra un nuovo modo in cui le dune possono formarsi su varie superfici celesti.
Gli scienziati hanno riflettuto a lungo su come GioveLa luna più interna, Io, ha creste tortuose magnifiche come quelle che si possono vedere in film come "Dune". Ora, uno studio di ricerca di Rutgers ha presentato una nuova spiegazione di come le dune possono formarsi anche su una superficie ghiacciata e ribollente come quella di Io.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications il 19 aprile 2022, si basa su uno studio dei processi fisici che controllano il movimento dei grani accoppiato con un'analisi delle immagini della missione di 14 anni di NASAla navicella spaziale Galileo, che ha permesso la realizzazione delle prime mappe dettagliate delle lune di Giove. Si prevede che la nuova ricerca amplierà la nostra comprensione scientifica delle caratteristiche geologiche di questi mondi simili a pianeti.
"I nostri studi indicano la possibilità di Io come un nuovo 'mondo delle dune'", ha affermato il primo autore George McDonald, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di scienze della Terra e Planetari di Rutgers. "Abbiamo proposto e testato quantitativamente un meccanismo mediante il quale i granelli di sabbia possono muoversi e, a loro volta, potrebbero formarsi dune".
Potenziali dune sulla luna di Giove Io. Un'analisi indica che il materiale scuro (in basso a sinistra) è costituito da colate laviche recentemente collocate, mentre le caratteristiche lineari ripetute che dominano l'immagine sono potenziali dune. Le aree bianche e luminose possono essere grani appena posizionati mentre i flussi di lava vaporizzano il gelo adiacente. Credito: NASA/JPL-Caltech/Rutgers
L'attuale comprensione scientifica impone che le dune, per loro natura, siano colline o creste di sabbia accumulate dal vento. E gli scienziati in studi precedenti su Io, mentre descrivono la sua superficie come contenente alcune caratteristiche simili a dune, hanno concluso che le creste non potrebbero essere dune poiché le forze dei venti su Io sono deboli a causa dell'atmosfera a bassa densità della luna.
"Questo lavoro ci dice che gli ambienti in cui si trovano le dune sono notevolmente più vari rispetto ai classici paesaggi desertici infiniti su parti della Terra o sul pianeta immaginario Arrakis in 'Dune'", ha detto McDonald.
La missione Galileo, durata dal 1989 al 2003, ha registrato così tanti primati scientifici che i ricercatori ancora oggi stanno studiando i dati raccolti. Una delle maggiori intuizioni ricavate dai dati è stata l'elevata estensione dell'attività vulcanica su Io, tanto che i suoi vulcani riemergono ripetutamente e rapidamente nel piccolo mondo.
La superficie di Io è un mix di colate laviche solidificate nere e sabbia, flussi di lava “effusivi” e “nevi” di anidride solforosa. Gli scienziati hanno utilizzato equazioni matematiche per simulare le forze su un singolo granello di basalto o gelo e calcolarne il percorso. Quando la lava scorre nell'anidride solforosa sotto la superficie della luna, il suo sfiato è "abbastanza denso e veloce da spostare i grani su Io e possibilmente consentire la formazione di elementi su larga scala come le dune", ha detto McDonald.
Una volta che i ricercatori hanno ideato un meccanismo attraverso il quale le dune potrebbero formarsi, hanno esaminato le foto della superficie di Io scattate dalla navicella Galileo per ulteriori prove. La spaziatura delle creste e i rapporti altezza-larghezza osservati erano coerenti con le tendenze per le dune osservate sulla Terra e su altri pianeti.
"Lavorare in questo modo ci permette davvero di capire come funziona il cosmo", ha affermato Lujendra Ojha, coautrice e assistente professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie. "Alla fine, nella scienza planetaria, questo è ciò che stiamo cercando di fare".
Riferimento: "Trasporto di sedimenti eoliani su Io dalle interazioni lava-gelo" di George D. McDonald, Joshua Méndez Harper, Lujendra Ojha, Paul Corlies, Josef Dufek, Ryan C. Ewing e Laura Kerber, 19 aprile 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29682-x
Il documento includeva anche autori dell'Università dell'Oregon, del Massachusetts Institute of Technology, della Texas A&M University e del Jet Propulsion Laboratory presso il California Institute of Technology.
