這項研究于4月19日發(fā)表在《自然通訊》雜志上，它基于對控制顆粒運動的物理過程的研究，以及對美國宇航局伽利略航天器14年任務的圖像的分析，該任務允許創(chuàng)建木星衛(wèi)星的第一個詳細地圖。這項新研究預計將擴大研究人員對這些行星狀世界的地質特征的科學理解。

“我們的研究指出木衛(wèi)一可能是一個新的‘沙丘世界’，”研究第一作者 George McDonald說，他是羅格斯大學地球和行星科學系的博士后研究員。“我們已經提出并定量測試了一種機制，沙粒可以移動，反過來沙丘可能在那里形成。”

目前的科學認識決定了沙丘的性質是由風堆積起來的山丘或山脊。而科學家們在以前對木衛(wèi)一的研究中，雖然描述它的表面含有一些類似沙丘的特征，但認為這些山脊不可能是沙丘，因為由于木衛(wèi)一的低密度大氣，來自風的力量很弱。

McDonald說：“這項工作告訴我們，發(fā)現(xiàn)沙丘的環(huán)境比地球部分地區(qū)或《沙丘》中虛構的阿拉基斯星球上經典的、無盡的沙漠景觀要多得多。”

伽利略任務從1989年持續(xù)到2003年，記錄了許多科學上的第一次，研究人員至今仍在研究它收集的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中收集到的主要見解之一是木衛(wèi)一上的火山活動非常頻繁--以至于它的火山反復迅速地重新出現(xiàn)在這個小世界上。

木衛(wèi)一的表面是黑色凝固的熔巖流和沙子，流動的“噴發(fā)”熔巖流，以及二氧化硫“雪”的混合。科學家們用數(shù)學方程來模擬單個玄武巖或冰霜上的力量，并計算出其路徑。McDonald說，當熔巖在月球表面下流向二氧化硫時，它的噴發(fā)“密集且快速移動，足以移動木衛(wèi)一上的顆粒，并可能使沙丘等大規(guī)模特征形成”。

一旦研究人員設計出一種沙丘可能形成的機制，他們就從伽利略航天器拍攝的木衛(wèi)一表面的照片中尋找更多證據(jù)。他們觀察到的波峰間距和高寬比與地球和其他行星上的沙丘趨勢一致。

“像這樣的工作確實使我們能夠理解宇宙是如何運作的，”共同作者、地球和行星科學系助理教授Lujendra Ojha說。“歸根結底，在行星科學中，這就是我們要做的事情。”