景觀形成模型解釋了為什么土星衛星泰坦地貌類似地球

這些材料的存在，其機械性能與構成我們太陽系中其他已知沉積體的硅酸鹽類物質有很大的不同，使得泰坦的景觀形成變得神秘莫測。斯坦福大學地質學家Mathieu Lap?tre和他的同事通過確定一個過程，使烴基物質根據風吹和溪流的頻率形成沙粒或基巖，展示了土衛六獨特的沙丘、平原和迷宮地形是如何形成的。

最近發表在《地球物理研究快報》雜志上的這個新模型顯示了這個季節性周期是如何發揮作用。這個模型增加了一個統一的框架，使我們能夠理解所有這些沉積環境是如何共同發揮作用。為了建立一個能夠模擬土衛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變為形成獨特結構的顆粒。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。然后這些巖石繼續通過侵蝕過程，這些材料在地質時期通過地球的層層循環。

在土衛六上，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生沉積物的主要地質材料，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現，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生在泰坦上。