为什么泰坦的景观虽然构成了不同?

土星最大的月亮泰坦(Titan)与地球有很多共同点。泰坦有河流和湖泊。它有沙丘和平原。而且它甚至具有复杂的天气模式,这些模式变化了季节。但是有一个

土星最大的月亮泰坦(Titan)与地球有很多共同点。泰坦有河流和湖泊。它有沙丘和平原。而且它甚至具有复杂的天气模式,这些模式变化了季节。但是也有一些主要差异。泰坦的雨,湖泊和海洋不是水,而不是水。它的沙子不是有机碳氢化合物制成的,而不是二氧化硅。

这些差异为科学家带来了谜语。用有机碳氢化合物制成的沙子远不及由二氧化硅制成的沙子,这些沙子在地球,火星甚至金星上发现。这是一个问题。由碳氢化合物制成的沙子应被侵蚀,迅速转化为灰尘。

然而,我们看到了这些沙子形成的泰坦的复杂结构:沙丘,平原和迷宫。为什么?这些结构如何持续而不会被风化?了解这是斯坦福大学科学家和JET推进实验室的目标,他们最近在《地球物理研究信》杂志上发表了一项研究。

泰坦的景观和气候

茂密的黄色云层笼罩着土星的月亮。云本身使泰坦与众不同 – 它具有相当大的氛围,使其在卫星中独一无二。泰坦是太阳系中的第二大月亮,甚至比汞大。

除了地球外,泰坦是太阳系中唯一具有液体在地面上的物体。这些是甲烷湖,海洋和河流。在泰坦(Titan)上,甲烷具有一个复杂的循环,就像水在地球上,暴雨和偶尔洪水一样。

泰坦赤道周围是撒谎的沙丘。这些沙丘最多可以高100米,从太空看,它们看起来很像在地球上发现的沙丘。当我们移至中纬度时,沙丘消失了,被平原所取代。最终,在两极附近,表面过渡到迷宫深切的外星景观。然后有天气。 “就像地球一样,泰坦(Titan)的季节和气候区域随纬度的变化而变化,”斯坦福大学地质科学教授,研究的主要作者MathieuLapôtre博士告诉Big Think Think。

“例如,泰坦的杆子相对’湿’,带有丰富的甲烷和乙烷湖。相比之下,泰坦的赤道纬度在一年中的大部分时间都干燥,春分附近可能发生罕见的甲烷暴雨。”

在泰坦(Titan)的大部分时间(仅29年地球年)中,赤道上的空气升起,跌落在波兰人。然而,在春分附近,由于赤道附近或中纬度地区形成大风暴,这会逆转。但是在一年中的大部分时间里,风暴在两极都更加普遍。据认为,这些风暴发生在泰坦一年中的100次。

泰坦沙滩的奥秘

泰坦有沙子和天气的事实对科学家来说是一个谜。尽管我们仍然不确定沙子在泰坦上的确切成分,但光谱特征表明它们可能是由碳氢化合物制成的。与硅酸盐砂不同,烃砂要弱得多。拉帕特说:“在类似泰坦的条件下,复杂的碳氢化合物被证明比地球上的硅酸盐砂柔软得多,更脆。”

在地球上,沙子是由硅酸盐制成的。风,雨或运输会破裂岩石,将它们吹入越来越小的碎片中,直到变成沙子。然后,压力,水或热量会导致小颗粒的沙子改革为岩石。但是,侵蚀和风化很快就会分解这些颗粒,它们从不改革岩石。他们应该很快分解,以至于他们会变成灰尘。因此,我们在泰坦上看到的沙丘的年龄不超过3,000泰坦。

但是沙丘已经大大较早 – 在数十万年的时间内。必须将这些沙子保持在周围,以防止它们磨损成灰尘。

为了解决这个谜团,拉波特和他的同事们将注意力从二氧化硅沙滩上移开,而是看着地球上的碳酸盐颗粒,尤其是一种称为oid的特殊类型的沙粒。像珍珠一样,Ooid可以通过一层积聚物质来生长,而不仅仅是侵蚀较小。

“受Ooid形成的机制的启发,我们提出了一种机制,通过该机制,泰坦上脆弱的有机沙粒可以补偿磨损(因此保持砂尺寸而不是变成灰尘),而不是通过诸如Ooids这样的化学沉淀,而是通过A被称为烧结的过程,”拉波特告诉大思想。

在地球上,我们经常看到雪花烧结:合并以形成越来越大的薄片。这些烧结和磨损周期也可以帮助解释泰坦的奇怪划分特征。在赤道,几乎没有水分,很多风和细晶粒。在中期,我们在不经常积极运输谷物的地方看到了最“烧结”的可能性。然后,在迷宫中,我们看到一个由洪水和河流塑造的区域。水分有助于稳定更粗糙的沙粒。通过了解这些小的沙粒,我们可以理解更大的东西:在月球上起作用的地质和天气过程。它有助于填补我们对泰坦如何与地球有很大不同的理解,但同时,非常相似。

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