土卫六泰坦的沙丘是由彗星尘埃组成的吗？

顺其自然362

卡西尼号的雷达拍摄到了泰坦上两个不同的沙丘：贝莱特和芬萨尔。它还显示了沙特阿拉伯鲁卜哈利地球上两个类似的沙丘区。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院/ASI/ESA和USGS/ESA

据《今日宇宙》（Allen Versfeld）：一种新的理论认为，泰坦雄伟的沙丘可能来自外太空。研究人员一直认为，构成泰坦沙丘的沙子是通过侵蚀或大气碳氢化合物凝结而成的。但科罗拉多大学的研究人员想知道：它可能来自彗星吗？

当卡西尼号宇宙飞船抵达环绕土星的轨道时，没有人见过泰坦厚厚的粘稠大气层下。因此，当它放下惠更斯号着陆器，开始用穿透云层的雷达探测泰坦时，科学家们惊讶地发现泰坦的外观非常像地球。

这里有厚厚的氮大气层、雨水、河流、海洋和巨大的沙丘。但与纳米比亚和阿拉伯南部地球沙质沙漠的沙丘不同，泰坦的沙丘是巨大的，覆盖了巨大月球表面的八分之一以上。这些沙丘高约100米，底部宽1至2公里，长度可达数百公里。

地球上的沙丘是由沙子制成的，沙子被风吹走后堆积成漂流物。风以足够的力推动和吹送单个沙粒，使其在一个称为跳跃的过程中反弹和散射。如果粒子不反弹，那么它们就不能堆积在一起，但如果风能够将它们完全吹离地面，那么它们就会被吹走。盐化取决于沙子颗粒的大小、质量和风力，但也需要颗粒干燥，这样它们才能自由移动而不会粘在一起。

泰坦的地质

泰坦是整个太阳系中第二大的卫星，仅次于木卫三，围绕木星运行。它是土星最大的卫星，而且非常古老。与土星的大多数卫星不同的是，随着时间的推移，泰坦会在数十亿年前与土星一起形成。

尽管它与地球有很多共同之处，但却是一个非常不同的地方。这里非常寒冷，雨水和河流都是由甲烷等液态碳氢化合物组成的，而不是水。另一方面，水被冻结成坚硬的冰；泰坦上的岩石是由水冰而不是花岗岩和玄武岩制成的，而相当于泰坦的熔岩和岩浆是由液态水和氨制成的。

这意味着泰坦上的沙子不是由较大岩石侵蚀的二氧化硅制成的，因为这些材料在表面上找不到。一种流行的理论是，它可以由冰制成。当液态甲烷降雨和流动时，它可能会侵蚀水冰基岩，将大块的冰块研磨成冰粒沙。

另一种想法是，砂粒是由拉孔制成的。这些物质遍布太阳系较冷的区域，彗星或行星和卫星外层大气中的冷碳氢化合物与来自太阳的紫外线反应，产生复杂的化合物。在泰坦干燥的大气层中形成的汤姆林可以与静电聚集在一起，形成小颗粒的烟灰，然后沉积在地面上，产生灰尘和沙子。

彗星与此有什么关系？

在今年的月球和行星科学会议上发表的一篇论文提出了一个新想法：如果沙子来自彗星怎么办？正如我们所知，彗星是由太阳系形成后遗留下来的材料制成的。从一个古老的星云坍塌形成太阳系的大部分原始气体和尘埃最终都会落入太阳，大部分残骸会形成行星。但这仍然会留下许多自由漂浮的物质，其中一些物质会逐渐融合成尘埃和冰块，我们今天将其视为彗星。

当彗星被推到椭圆轨道并穿过太阳系内部时，它们的一些冰会加热并升华为气体，气体会喷出并携带尘埃。这些尘埃会分散在整个太阳系，集中在不同的彗星轨道上。单个颗粒经常与地球碰撞，我们将其视为流星，在大气层中燃烧。最近在没有表层沙子的南极冰原进行的调查发现了许多这样的颗粒物，它们在重返大气层后幸存下来。

但地球并不是唯一一个可以终结这些谷物的地方。根据研究人员的说法，曾经有一段时间，大量彗星从土星及其卫星附近经过。他们使用尼斯模型的一个版本进行了模拟，以研究柯伊伯带的演化。尼斯模型以其首次出现的城市命名，该模型表示，太阳系最初的排列方式与今天截然不同。随着时间的推移，这些行星迁移到了现在的位置。

在此期间，海王星穿过柯伊伯带，将许多彗星推向新的轨道。其中许多彗星与土星及其卫星擦肩而过，有些甚至与卫星相撞。研究人员认为，构成泰坦沙丘的大部分沙子可能是所有这些彗星的碎片。

但这是真的吗？这一想法确实符合我们目前所知，并得到了计算机建模的支持，但其他理论也是如此。幸运的是，美国国家航空航天局最近证实，“蜻蜓”号任务将于2028年7月发射。“蜻蜓”是一个着陆器，它将被送往泰坦。

但与之前的任务不同，这次是一架8旋翼飞行无人机。就像火星上的漫游者一样，它将能够移动到科学家们希望进一步研究的任何感兴趣的地区。当它在2034年抵达时，它将飞往泰坦表面的几十个地点，应该一劳永逸地解决这个问题：泰坦的沙丘真的是由彗星尘埃建造的吗？