美國宇航局卡西尼號探測器的結果表明，土星衛星土衛六上綿延起伏的沙丘可能已經存在了數千年。
對沙丘進行的雷達影像（有史以來最詳細的影像）顯示，當土衛六的軌道相對於太陽擺動時，重新排列沙子的風向可能會發生變化。據認為，這些軌道變化會改變表面哪些部分獲得最多的陽光，而沙丘的形狀反映了由此產生的天氣模式變化。
該項研究的負責人、德克薩斯州農工大學學院站分校的地質學家瑞安·尤因表示，一個沙丘改變方向可能需要長達 3000 個土星年，即 90,000 個地球年。
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該發現發表在 12 月 8 日的《自然地球科學》雜誌上。
地球上的一些大型沙丘，例如撒哈拉沙漠西部的沙丘，也保留了過去氣候變化的記憶。在上一個冰河時代，當地球的軌道擺動使冰川向亞熱帶推進並改變那裡的天氣模式時，風力更強勁。在那段時間形成的最大沙丘在隨後的 11,000 年中沒有改變方向。
流動的沙子
科學家們在確定塑造土衛六沙丘的因素方面遇到了更大的困難。這些沙丘由碳氫化合物顆粒構成——因此它們更類似於煤煙堆，而不是主要由二氧化矽組成的地球沙子——並且是太陽系中最大的一些沙丘。它們綿延數百公里，總面積與美國（包括阿拉斯加）一樣大。關於塑造它們的各種想法包括來自東方或西方的風，這可能是由每日、季節性或其他規律性變化驅動的。沙丘甚至可以根據可用於供給它們的沉積物量呈現不同的形狀。
尤因的團隊分析了卡西尼號上的雷達儀器繪製的大約 10,000 條沙丘脊線，卡西尼號自 2004 年以來一直在環繞土星執行。他們使用了一種演算法，使他們能夠從影像中提取比以往更精細的細節。這種更清晰的檢視使他們能夠看到小至 1 公里的特徵——包括首次看到的星形沙丘，在這些沙丘中，三條或更多條脊線相交。
這些“星形”沙丘表明，盛行風一定是在不同時間從幾個不同的方向吹來的。至關重要的是，小的星形沙丘與大的線性沙丘方向不同。這表明星形沙丘正在改造線性沙丘。
然後，該團隊計算出，風向需要數千年的時間才能改變方向，從而停止形成線性沙丘，轉而開始形成星形沙丘。尤因說：“這個時間尺度必須比我們傳統上認為的季節性或每日風還要長。”
土衛六的變遷
約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室（位於馬里蘭州勞雷爾）的行星科學家拉爾夫·洛倫茨表示，瞭解沙丘是在如此長的時間尺度上形成的，意味著科學家們可以開始進一步追溯時間。“這項工作將沙丘形態學打開了一扇研究土衛六古氣候的視窗，”他說。
尤因和他的同事們現在正在使用類似於為研究地球氣候而開發的全球氣候模型，以瞭解軌道模式的轉變可能如何改變了土衛六的風。
一個相關的線索可能來自 12 月 8 日發表的另一篇《自然》雜誌論文。在這篇論文中，由田納西大學諾克斯維爾分校的行星科學家德文·伯爾領導的一個團隊描述了在模擬土衛六低重力和稠密大氣條件下的風洞實驗。科學家們發現，需要比預期更高的風速才能給沙子足夠的衝擊力使其開始移動。
尤因說：“如果移動土衛六上的沙子需要更強的風，那麼也許我們需要在這些軌道週期的時間尺度上尋找更強的風。”
本文經許可轉載，首次發表於 2014 年 12 月 8 日。