Вулканизм на Ио

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Извержение вулкана на Ио (снимок Галилео)

Вулканизм на Ио (спутнике Юпитера) носит ярко выраженный характер: 2 % поверхности спутника занимают активные горячие пятна[1]. Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе[1]. На её поверхности отчётливо видно множество лавовых потоков и свыше ста кальдер, но отсутствуют ударные кратеры.

Впервые вулканическая активность на спутнике была обнаружена в 1979 году космическим зондом «Вояджер-1», после чего многократно отслеживалась и изучалась космическими аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», «Галилео», «Кассини», «Новые горизонты», а также астрономами с Земли. В результате наблюдений на поверхности Ио выявлено около 150 активных вулканов; всего же, по оценкам, вулканов на спутнике около 400[2]. Ио входит в число четырёх известных в настоящее время космических тел Солнечной системы, на которых идут процессы вулканической активности. Помимо Ио, это Земля, Энцелад (спутник Сатурна) и Тритон (спутник Нептуна)[3]. Помимо них, в вулканизме «подозревается» Венера (область Бета), однако активных вулканов на ней пока замечено не было.

Источник энергии вулканизма

Недра Ио, в отличие от земных, разогреваются не распадом радиоактивных изотопов, а периодическими приливными деформациями, возникающими из-за вытянутости её орбиты. Когда Ио приближается к Юпитеру, приливные силы увеличиваются, слегка её вытягивая; при удалении от планеты она, наоборот, скругляется. Эти деформации спутника создают трение и нагрев в его недрах. Вытянутость орбиты, в свою очередь, поддерживается гравитационным влиянием Европы и Ганимеда (благодаря орбитальному резонансу). Эксцентриситет орбиты Ио равен 0,004, амплитуда деформации поверхности составляет порядка 100 м, а наблюдаемый тепловой поток — 2,2±0,9 Вт/м2 (90±40 тераватт со всей поверхности). Это в 200 раз больше, чем может дать радиоактивный распад. Расчёты, однако, предсказывают для приливного нагрева вдвое меньшую мощность; причина этого расхождения остаётся загадкой[4].

Вероятно, под поверхностью Ио есть глобальный океан магмы. На это указывает наличие у неё индуцированного магнитного поля, для возникновения которого нужны достаточно электропроводящие слои в её недрах[4]. По некоторым оценкам, он лежит на глубине в несколько десятков километров и занимает около 10 % объёма мантии спутника, а его температура, возможно, превышает 1200 °C.[5].

Вулканы и горячие пятна

Патера Тупана — самый крупный вулкан на Ио

Вулканы Ио подразделяются на несколько типов. Первые, которых большинство, имеют температуру порядка 350—400 К и скорость выброса газовых продуктов около 500 м/с, высоту выброса до 100 километров, осадки преимущественно белого цвета. Вторые отличаются высокой температурой кальдеры, со скоростью выброса газа около 1 км/с и высотой выброса до 300 км. Главной их отличительной чертой является тёмная кольцевая окантовка на расстояниях нескольких сотен километров от кальдер. Имеется гипотеза о гейзерном происхождении второго типа извержений, когда происходит внезапный фазовый переход жидкость-газ (например, на Земле такие процессы наблюдаются на вулканах острова Святой Елены). Состав продуктов извержений — сера, сернистый газ и некоторые сульфиды, а также силикатные магмы.

Чтобы оценить мощность вулканизма на Ио, необходимо знать объём вещества, выбрасываемый при извержениях. Для этого можно воспользоваться сведениями о возрасте поверхности, отталкиваясь от метода подсчёта количества метеоритных кратеров на единицу поверхности. По отсутствию метеоритных кратеров на поверхности Ио можно говорить о том, что поверхность эта очень молодая, около 1 миллиона лет, и сформирована она из продуктов извержений. Толщина слоя отложений оценивается от 3—4 до 20—30 км[1].

На поверхности Ио насчитывается более 10 активных горячих пятен температурой от 310 до 600 К; размеры пятен колеблются в пределах от 75 до 250 км[1]. «Вояджер-1» зафиксировал 8 таких объектов, а через 4 месяца «Вояджер-2» обнаружил в активном состоянии 7 из них. Наивысшая температура в 600 К была зафиксирована в 1979 году в кальдере, получившей название «Пеле».

Вулкан Ио Амирани является источником крупнейшего активного лавового потока во всей Солнечной Системе[6].

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Статья, посвящённая Ио, на сайте «Солнечная Система». Дата обращения: 22 января 2011. Архивировано 19 апреля 2020 года.
  2. ↑ Lopes, R. M. C.; et al. Lava lakes on Io: Observations of Io’s volcanic activity from Galileo NIMS during the 2001 fly-bys (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 2004. — Vol. 169, no. 1. — P. 140—174. — doi:10.1016/j.icarus.2003.11.013. Архивировано 27 апреля 2016 года. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 17 ноября 2015. Архивировано 27 апреля 2016 года.
  3. ↑ Статья, посвящённая вулканам в Солнечной системе, на сайте «Солнечная Система». Дата обращения: 23 января 2011. Архивировано 16 февраля 2020 года.
  4. ↑ 4,0 4,1 Lopes R. M. C. Io: The Volcanic Moon // Encyclopedia of the Solar System / T. Spohn, D. Breuer, T. Johnson. — 3. — Elsevier, 2014. — P. 779–792. — 1336 p. — ISBN 9780124160347.
  5. ↑ Леонид Попов. Учёные открыли на Ио океан магмы (недоступная ссылка). Мембрана.ru (13 мая 2011). Дата обращения: 1 мая 2013. Архивировано 8 мая 2013 года.
  6. ↑ Io: Jupiter's Volcanic Moon - Lava flows Архивная копия от 25 октября 2014 на Wayback Machine  (англ.)

См. также

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Вулканизм_на_Ио&oldid=18421717