景觀形成模型解釋了為什么土星衛(wèi)星泰坦地貌類似地球

這些材料的存在，其機械性能與構(gòu)成我們太陽系中其他已知沉積體的硅酸鹽類物質(zhì)有很大的不同，使得泰坦的景觀形成變得神秘莫測。斯坦福大學地質(zhì)學家Mathieu Lap?tre和他的同事通過確定一個過程，使烴基物質(zhì)根據(jù)風吹和溪流的頻率形成沙粒或基巖，展示了土衛(wèi)六獨特的沙丘、平原和迷宮地形是如何形成的。

最近發(fā)表在《地球物理研究快報》雜志上的這個新模型顯示了這個季節(jié)性周期是如何發(fā)揮作用。這個模型增加了一個統(tǒng)一的框架，使我們能夠理解所有這些沉積環(huán)境是如何共同發(fā)揮作用。為了建立一個能夠模擬土衛(wèi)六獨特地貌形成的模型，研究者首先必須解決有關該行星體上沉積物的最大謎團之一。它的基本有機化合物如何轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬瑟毺亟Y(jié)構(gòu)的顆粒。在地球上，表面的硅酸鹽巖石和礦物隨著時間的推移被侵蝕成沉積物顆粒，通過風和溪流移動，沉積在沉積物層中，最終在壓力、地下水，有時還有熱量的幫助下，重新變成巖石。然后這些巖石繼續(xù)通過侵蝕過程，這些材料在地質(zhì)時期通過地球的層層循環(huán)。

在土衛(wèi)六上，研究人員認為類似的過程形成了從太空中看到的沙丘、平原和迷宮式的地形。但是，與地球、火星和金星不同的是，在這些地方，硅酸鹽衍生的巖石是產(chǎn)生沉積物的主要地質(zhì)材料，而泰坦的沉積物被認為是由固體有機化合物組成的。科學家們還沒有能夠證明這些有機化合物如何成長為沉積物顆粒，從而在地貌上和地質(zhì)年代中被運輸。

隨著風的運輸，這些顆粒互相碰撞，并與表面碰撞。這些碰撞往往會隨著時間的推移減少顆粒的大小。我們所缺少的是能夠抵消這種情況并使沙粒在整個過程中保持穩(wěn)定尺寸的生長機制。研究小組通過研究地球上被稱為卵石的沉積物找到了答案，卵石是小的球形顆粒，最常在熱帶淺海中發(fā)現(xiàn)，如巴哈馬周圍。當碳酸鈣從水體中被拉出并分層附著在石英等顆粒周圍時，就形成了卵石。

卵石的獨特之處在于它們是通過化學沉淀形成的，這使得卵石能夠生長，而同時侵蝕過程減緩了生長，因為晶粒被海浪和風暴砸到了彼此之間。這兩種相互競爭的機制通過時間相互平衡，形成恒定的顆粒大小。研究人員認為這一過程也可能發(fā)生在泰坦上。