|
Полосы на Плутоне оказались дюнами из метанового льда
|
|
|
|
Ученые провели детальное исследование периодических горизонтальных полос, обнаруженных в 2015 году на поверхности ледяных равнин Плутона, и пришли к выводу, что, вероятнее всего, эти полосы — дюны, образованные метановым льдом. Исследователи предложили механизм, объясняющий формирование этих дюн под действием атмосферных потоков, дующих с гор в равнину. В условиях тонкой атмосферы Плутона с небольшой скоростью ветра размер ледяных частиц в этих дюнах должен составлять около 200 микрометров, пишут ученые в Science.
|
|
|
|
В июле 2015 года космический аппарат New Horizons пролетел в непосредственной близости от Плутона, и астрономам впервые удалось получить очень подробные снимки поверхности карликовой планеты. В результате было обнаружено довольно много необычных объектов: ледники, криовулканы и даже признаки подповерхностного океана. Одной из необъясненных особенностей рельефа оказались регулярно расположенные (с периодом от 400 метров до 1 километра) горизонтальные полосы на плоских участках поверхности планеты. Большинство ученых посчитали эти полосы дюнами, однако механизм их появления так и оставался не объяснен: для образования таких крупных дюн необходимо наличие достаточно сильного ветра, который не может образоваться в очень тонкой атмосфере Плутона.
|
|
|
Группа географов, физиков и астрономов из Великобритании, Германии и США под руководством Мэтта Телфера (Matt W. Telfer) предположила, что эти горизонтальные полосы на ледяных равнинах, — действительно дюны, а образованы они в результате переноса микрометровых частиц метанового льда атмосферными потоками небольшой скорости (менее 10 метров в секунду) с расположенных вблизи равнины гор. К такому выводу ученые пришли, внимательно изучив полосы в западной части равнины Спутник — их расположение, форму и направление. Авторы работы отмечают, что по геометрии полос, их периодичность и наличие точек бифуркаций эти образования действительно очень напоминают дюны на поверхности других планет, в частности Земли и Марса. При этом все обнаруженные на поверхности полосы находятся на расстоянии не более 75 километров от горного массива и всегда повернуты перпендикулярно основному направлению ветра, который из-за перепада температур дует с гор в сторону равнины.
|
|
|
|
Ученые утверждают, что сыпучая среда, из которой состоят эти дюны — это небольшие частицы снега и льда, образованного из атмосферных газов. Изначально исследователи предположили, что дюны образованы азотным или метановым льдом. Однако анализ спектроскопических данных показал, что дюны располагаются в той области равнины Спутник, где лед преимущественно состоит из метана, поэтому именно метан в итоге авторы назвали основным компонентом дюн.
|
|
|
|
В качестве механизма образования дюн ученые предположили трехстадийный процесс: сначала в результате сублимации азота и метана частицы льда попадают в атмосферу, после чего вместе с ветром, дующим за с гор, частицы оказываются на равнине у подножия горы. Дальнейшее образование периодических дюн происходит по тому же механизму, что и на Земле, — в результате выброса новой порции частиц при столкновении с поверхностью предыдущей. По словам ученых, для реализации подобного механизма должно быть достаточно скорости ветра в несколько метров секунду.
|
|
|
|
Для подтверждения работоспособности своей гипотезы в условиях атмосферы Плутона ученые провели численное моделирование такой системы и показали, что предложенный ими механизм действительно может привести к образованию дюн, при этом размер частиц должен составлять от 200 до 300 микрометров. Авторы работы отмечают, что исходя из данных о конвекционных потоках в подповерхностных слоях планеты, возраст дюн точно не превышает 500 тысяч лет, а скорее всего он намного меньше — порядка десятков или сотен земных лет.
|
|
|
|
Ученые отмечают, что предложенный ими механизм не противоречит известным данным о Плутоне, объясняет наличие дюн у подножия гор и свидетельствует о наличии на карликовой планете активной атмосферы, формирующей ландшафт.
|
|
|
|
Для объяснения неочевидных особенностей рельефа на Плутоне ученые часто используют модели физических процессов, которые наблюдали на разных масштабах на Земле. Например, ячеистую структуру физики связали с возникновением под поверхностью карликовой планеты конвективных потоков по механизму Релея — Бенара.
|
|
|
|
Источник
|
