这项研究于4月19日发表在《自然通讯》杂志上，它基于对控制颗粒运动的物理过程的研究，以及对美国宇航局伽利略航天器14年任务的图像的分析，该任务允许创建木星卫星的第一个详细地图。这项新研究预计将扩大研究人员对这些行星状世界的地质特征的科学理解。
“我们的研究指出木卫一可能是一个新的‘沙丘世界’，”研究第一作者 George McDonald说，他是罗格斯大学地球和行星科学系的博士后研究员。“我们已经提出并定量测试了一种机制，沙粒可以移动，反过来沙丘可能在那里形成。”
目前的科学认识决定了沙丘的性质是由风堆积起来的山丘或山脊。而科学家们在以前对木卫一的研究中，虽然描述它的表面含有一些类似沙丘的特征，但认为这些山脊不可能是沙丘，因为由于木卫一的低密度大气，来自风的力量很弱。
McDonald说：“这项工作告诉我们，发现沙丘的环境比地球部分地区或《沙丘》中虚构的阿拉基斯星球上经典的、无尽的沙漠景观要多得多。”
伽利略任务从1989年持续到2003年，记录了许多科学上的第一次，研究人员至今仍在研究它收集的数据。从数据中收集到的主要见解之一是木卫一上的火山活动非常频繁--以至于它的火山反复迅速地重新出现在这个小世界上。
木卫一的表面是黑色凝固的熔岩流和沙子，流动的“喷发”熔岩流，以及二氧化硫“雪”的混合。科学家们用数学方程来模拟单个玄武岩或冰霜上的力量，并计算出其路径。McDonald说，当熔岩在月球表面下流向二氧化硫时，它的喷发“密集且快速移动，足以移动木卫一上的颗粒，并可能使沙丘等大规模特征形成”。
一旦研究人员设计出一种沙丘可能形成的机制，他们就从伽利略航天器拍摄的木卫一表面的照片中寻找更多证据。他们观察到的波峰间距和高宽比与地球和其他行星上的沙丘趋势一致。
“像这样的工作确实使我们能够理解宇宙是如何运作的，”共同作者、地球和行星科学系助理教授Lujendra Ojha说。“归根结底，在行星科学中，这就是我们要做的事情。”