泰坦的沙丘是由彗星尘埃构成的吗

一项新理论表明，泰坦雄伟的沙丘场可能来自外太空。研究人员一直认为构成泰坦沙丘的沙子是当地形成的，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：它是否来自彗星?

当卡西尼号宇宙飞船抵达土星轨道时，没有人见过土卫六浓稠的大气层下面。因此，当它放下惠更斯着陆器并开始用穿云雷达探测土卫六时，科学家们惊讶地发现土卫六的外观非常像地球。

它有浓厚的氮气氛、雨水、河流、海洋和巨大的沙丘地。但与地球上纳米比亚和阿拉伯南部沙漠的沙丘不同，土卫六的沙丘非常巨大，覆盖了巨大卫星表面八分之一以上的大片土地。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形成的，沙子被风吹动并堆积成沙堆。单个沙粒被风以足够的力量推动和吹动，使它们在称为跳跃的过程中弹跳和分散。如果粒子不弹跳，那么它们就不能相互堆积，但如果风能够将它们完全从地面上吹走，那么它们就会被吹走。跳跃取决于沙粒的大小和质量以及风的强度，但也需要沙粒干燥，以便它们可以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，仅次于绕木星运行的木卫三。它是土星最大的卫星，而且非常古老。与大多数土星卫星不同，土星卫星是随着时间的推移而被捕获的，土卫六可能是在数十亿年前与土星一起形成的。

尽管与地球有很多共同点，但它是一个非常不同的地方。由于气候极其寒冷，雨水和河流不是由水构成，而是由甲烷等液态碳氢化合物构成。另一方面，水被冻结成硬冰。泰坦上的岩石是由水冰构成的，而不是花岗岩和玄武岩，而泰坦上的熔岩和岩浆则由液态水和氨构成。

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，它可以用冰制成。当液态甲烷下雨和流动时，它可能会侵蚀水冰基岩，将冰块磨碎成冰粒沙。

另一种想法是沙粒是由托林制成的。它们遍布太阳系较冷的区域，彗星或行星和卫星的外层大气中的冷碳氢化合物与来自太阳的紫外线发生反应，产生复杂的化合物。在泰坦干燥的大气中形成的托林可以在静电的作用下聚集在一起，形成小烟灰颗粒，然后沉降到地面，产生灰尘和沙子。

彗星与此有什么关系?

今年的月球与行星科学会议(LPSC)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?众所周知，彗星是由太阳系形成时遗留下来的材料制成的。从古代星云塌陷形成太阳系的大部分原始气体和尘埃最终都会到达太阳，而大部分残留物则形成行星。但这仍然会留下大量物质自由漂浮，其中一些物质会逐渐凝聚成尘埃和冰块，也就是我们今天看到的彗星。

当彗星被推入椭圆轨道并穿过内太阳系时，其中的一些冰会升温并升华成气体，并携带灰尘一起喷出。这些尘埃散布在整个太阳系，集中在各个彗星的轨道上。单个颗粒经常与地球相撞，我们将其视为流星，在大气层高处燃烧。最近对没有表面沙子的南极冰原的调查发现了许多在重返大气层后幸存下来的此类颗粒。

但地球并不是这些颗粒最终可能到达的唯一地方。研究人员称，曾经有一段时间，有大量彗星靠近土星及其卫星。他们使用尼斯模型的一个版本进行模拟来研究柯伊伯带的演化。尼斯模型以其首次提出的城市命名，该模型表示太阳系最初的排列方式与今天的排列方式非常不同。随着时间的推移，行星迁移到了当前位置。

在此期间，海王星穿过柯伊伯带，将许多彗星推入新的轨道。其中许多彗星都靠近土星及其卫星，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?这个想法确实符合我们目前所知道的，并且得到了计算机建模的支持，但其他理论也是如此。幸运的是，美国宇航局最近确认，蜻蜓号任务将于2028年7月发射。蜻蜓号是一个着陆器，将被送往土卫六。

但与之前的任务不同的是，这次是一架八旋翼飞行无人机。就像火星上的漫游者一样，它将能够移动到科学家想要进一步研究的任何感兴趣的区域。当它于2034年抵达时，它将飞往土卫六表面的数十个地点，并且应该一劳永逸地解决这个问题：土卫六的沙丘真的是由彗星尘埃建造的吗?