Månen Io med dess sanddynor fascinerar

 

Io är i storleksordning den tredje av Jupiters månar. Ytan är ung. Istället för nedslagskratrar såg Voyager 1 hundratals vulkankratrar, varav några  aktiva. Foton visade eruptioner av 300 km höga moln över ytan.

Nyligen publicerades från Rutgers The state university of new Jersey en studie där det beskrivs hur sanddyner kan bildas även på en yta så isig och orolig som Io:s.

Studien publicerades i tidskriften Nature Communications och bygger på en studie av de fysiska processer vilka styr sandkorns rörelser utifrån de data man har efter en analys av bilder från Nasas Galileos 14-åriga uppdrag vilkens uppdrag gjorde det möjligt att skapa de första detaljerade kartorna över Jupiters månar.

Den nya studien förväntas utöka vår förståelse av de geologiska egenskaperna i dessa månar.

"Våra studier pekar på att Io kan vara en "sanddynvärld", säger huvudförfattaren George McDonald, postdoktor vid Rutgers Earth and Planetary Sciences Department. "Vi har föreslagit och kvantitativt testat, en mekanism genom vilken sandkorn kan röra sig och i sin tur få sanddyner att bildas."

Nuvarande vetenskaplig förståelse dikterar att sanddyner till sin natur är kullar eller åsar av sand staplade genom vindar. Forskare i tidigare studier av Io;s yta sa tidigare att då vind här inte kan ha bildat  sanddyner eftersom kraften i vindarna på Io är för svaga på grund av månens atmosfärs låga densitet och att  därför åsarna är något annat än sandåsar.

"Arbetet nu säger oss att de miljöer där sanddyner finns är betydligt mer varierade än de klassiska, ändlösa ökenlandskapen på delar av jorden eller på den fiktiva planeten Arrakis i 'Dune'," sa McDonald.

Galileouppdraget, som varade mellan 1989 och 2003, loggade så många vetenskapliga data att forskare än i dag fortfarande studerar de uppgifter som samlades in då. En av de viktigaste insikterna av datan var upptäckten av den höga omfattningen av vulkanisk aktivitet på Io . Den var så stor att Io:s vulkaner upprepade gånger och snabbt förändrar Io:s yta.

Ios yta är en blandning av svart stelnade lavaflöden och sand, flödande "effusiva" lavaströmmar och "snö" av svaveldioxid. Forskarna använde matematiska ekvationer för att simulera krafterna på ett enda korn av basalt eller frost och beräkna dess väg. När lava strömmar genom svaveldioxid under månens yta är dess ventilering "tät och snabbrörlig nog för att förflytta korn på Io;s yta vilket möjliggör  bildandet av storskaliga funktioner som sanddyner", sade McDonald. Vi måste i detta (min anm.) lägga in tiden. Gör vi detta är bildandet av sanddyner enligt ovan mycket troligt.

När forskarna utformade en mekanism genom vilken sanddyner kan bildas såg de på bilder av Ios yta tagna av Galileo-rymdfarkosten för att få mer bekräftelse av teorin. Avståndet mellan topparna över ytan höjd-till-bredd-förhållanden som de observerade överensstämde med trender för sanddyner som ses på jorden och andra planeter.

"Ett sådant här arbete gör att vi bättre kan förstå hur kosmos fungerar", säger Lujendra Ojha, medförfattare och biträdande professor vid institutionen för Earth and Planetary Sciences.

Artikeln inkluderade kolleger från University of Oregon, Massachusetts Institute of Technology, Texas A&M University och Jet Propulsion Laboratory vid California Institute of Technology.

Bild vikipedia visande två stora vulkanutbrott på Io, den som är synlig till vänster vid horisonten har en höjd av 140 km, den till höger 75 km (Galileo farkostens tog bilden 1997)

Överraskningen blev stor när man förstod att det finns sanddyner på Pluto

Förutom jorden har Mars, Venus, Saturnus måne Titan och kometen 67 P / Churyumov-Gerasimenko sanddyner. Alla dessa har även en atmosfär vilkens vindar konstruerar dynerna.

Vi visste att varje kropp i solsystemet med en atmosfär och en fast stenig yta kan  ha sanddyner men att det kunde finnas på Pluto med dess svaga atmosfärtryck blev en överraskning sade Matt Telfer, universitetslektor i naturgeografi vid universitetet i Plymouth.

Det visar sig att trots att det finns så lite atmosfär, och yttemperaturen är runt -230 Celsius har dessa dyner konstruerats de senaste  500 000 åren  på Pluto.

För att bilda liknande sanddyner på Jorden med sand krävs starka vindar. Men på Pluto med dess extremt låga lufttryck har vindar med 100 gånger mindre vindhastighet än de som behövs för sandbilning på Jorden fått dyner att växa till över tid på Pluto.

Att sedimenttransport kan ske med så svaga vindar på Pluto orsakas av  solstrålning och temperatur  i granulatet av metanis vilket är dyninnehållet på Pluto (inte sand av det slag som finns på Jorden).

Detta bidrar till möjligheten för dyner fastän Plutos tunna atmosfär har en yta som pressar 100.000 gånger lägre Pluto än Jordens på Jorden. Fastän det är så kan små frusna korn av solid materia bli luftburna och efterhand bilda dyner.

För mer kunskap om vad gasen metan är och hur den uppstår läs om det här.

Bilden visar dvärgplaneten Pluto och en jämförelsevis lika stor måne. Triton  vilken är Neptunus största måne vilken kan ha infångats av Neptunus (vilket skulle klassificerat Triton till en dvärgplanet om den fortfarande varit kvar där) en gång från sin bana i Kuiperbältet där Pluto fortfarande finns.