行星沙丘诉说着超凡脱俗的风 _行星

【行星沙丘诉说着超凡脱俗的风】

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导语：行星沙丘诉说着超凡脱俗的风

在这张由火星侦察轨道器上的高分辨率成像科学实验相机拍摄的图像中，可以看到火星北部平原上一个火山口的霜尖沙丘。
沙丘在海滩和沙漠中很常见——例如，想想非洲撒哈拉沙漠或中亚卡拉库姆的壮丽沙丘和蜿蜒的涟漪——以及河流、湖泊和海洋床上的水下。现代沙丘和保存在地质记录中的沙丘的不同形状、大小和方向说明了它们形成的条件，特别是风和洋流的强度和模式。这些信息为我们提供了了解地球历史上不同地点和不同时期的环境和气候的宝贵窗口。

地球外的沙丘也是如此，这使得这些特征对于研究行星状况和其他地方演化的科学家来说特别有趣。事实上，目前太阳系中已知沙丘场的清单超过 8000 个，包括具有瞬态大气的较小行星体表面的风沙活动证据（图 1）。

图 1. 我们太阳系的许多天体上都存在沙丘场，包括 (a) 火星， (b) 金星，（c）地球（科罗拉多州大沙丘国家公园和保护区），和（d）土卫六（泰坦星）
监测火星尘埃在地球的邻居中，已知只有泰坦星和火星会经历沙尘暴。在火星上，我们从轨道和地表进行了丰富的观测，人们认为尘埃主要通过跃迁升空，导致从米宽的沙尘暴到全球范围的沙尘暴等各种规模的现象。
在没有海洋或重要的水文循环的情况下，大气尘埃负荷的变化在很大程度上决定了火星表面和大气的不均匀加热，从而影响天气模式和气候。科学家必须了解大气尘埃的分布，才能产生可靠的气候和预测模型，这对于确定安全着陆点和预测人类火星任务的恶劣天气非常宝贵。

因此，需要从轨道进行尘埃测量，例如可以通过多普勒激光雷达进行的测量，以监测火星的大气动力学、风速和尘埃传输，并确定主要的尘埃大气路径。
在火星上，已经绘制了 4000 多个沙丘区域的地图，显示出各种各样的沙丘形式。沙丘已经在金星的两个区域成像。罗塞塔号宇宙飞船在彗星 67P的核上观察到沙丘状特征，在彗星靠近太阳时由冰汽化形成的稀薄而短暂的大气可能会调动表面粒子。与此同时，土星最大的卫星土卫六在赤道附近有环绕月球的纵向沙丘；海王星最大的卫星海卫一和木星的火山活动卫星木卫一都具有表明在瞬态大气中风吹沉积物迁移的表面特征。

随着探索任务继续提供观测资料，以及随着理论和技术进步的出现，地外沙丘的清单——以及我们对这些特征如何在不同环境中形成的理解——肯定会增加，从而提供对邻近和遥远世界的更完整的看法。在这里，我们讨论了关于行星沙丘过程的知识现状和未来研究的需求，包括在 2020 年举行的第六届国际行星沙丘研讨会（以及之后）上强调的发展和想法，这将为2023-2032 年的国家科学院提供信息科学、工程和医学的行星科学和天体生物学十年调查。

行星沙丘诉说着超凡脱俗的风

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