Вулканизм на Ио

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.

Извержение вулкана на Ио (снимок Галилео)

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. Статья, посвящённая Ио, на сайте «Солнечная Система»
  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»
  4. 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
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.