Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Понедельник, 23.10.2017, 23:10

Вселенная Сегодня » 2013 » Апрель » 10 » Вулканы Ио находятся в неправильном месте

10.04.2013
Вулканы Ио находятся в неправильном месте
Автор: Nancy Atkinson



Этот ряд из пяти изображений от миссии NASA New Horizons фиксирует гигантский столб магмы вулкана Ио Tvashtar в марте 2007 года. Предоставлено: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Луна Юпитера Ио имеет, по крайней мере, 400 активных вулканов, делая ее самым вулканически активным миром в нашей Солнечной Системе. Тем не менее, расположение вулканов на Ио не соответствует научным моделям, которые прогнозируют то, как нагревается внутренняя часть луны.

"Строгий статистический анализ распространения вулканов на новой глобальной геологической карте Ио", сообщил Christopher Hamilton из University of Maryland, College Park и Goddard Spaceflight Center. "Мы обнаружили систематическое смещение в восточном направлении между наблюдаемыми и прогнозируемыми местоположениями вулканов, что не согласуется с любыми существующими моделями приливного нагревания твердого объекта".

Внутреннее тепло Ио от приливных сил, приложенных гигантской планетой Юпитер с одной стороны и двумя соседними лунами, которые вращаются по орбите дальше от Юпитера - Европа и Ганимед с другой стороны.

Исследователи сообщают, что есть несколько вопросов о том, как это приливное нагревание влияет на внутреннюю часть луны. Одни предполагают, что она нагревается глубоко внутри, но преобладающее мнение таково, что большая часть нагревания происходит в пределах относительно неглубокого слоя под корой, называемого астеносфера. Астеносфера - это где камень ведет себя как шпатлевка, медленно деформируясь под давлением и температурой.

"Наш анализ поддерживает преобладающее мнение, что большая часть тепла создается в астеносфере, но мы обнаружили, что вулканическая активность расположена в 30-60 градусах к востоку от того места, где мы ожидали ее увидеть", сообщил Hamilton.

На Земле, простое объяснение, как создаются вулканы, - это когда тектонические плиты смещаются таким способом, что магма сможет течь на поверхность. На Ио приливные силы от Юпитера фактически вынуждают поверхность Ио выпирать вверх и вниз до 100 метров, заставляя магму течь постоянно.

Ученые объяснили это "перетягивание каната" между массивной гравитацией Юпитера и меньшей, но точной рассчитанной тягой от двух соседних лун так:
Ио вращается по орбите быстрее, чем другие луны, заканчивая две орбиты каждый раз, когда Европа заканчивает одну, и четыре орбиты для каждой, которую проходит Ганимед. Эта постоянная синхронизация означает, что Ио ощущает самое сильное гравитационное притяжение от соседних лун в одном и том же местоположении, которое деформирует орбиту Ио в овальную форму. Это, в свою очередь, заставляет Ио растягиваться, пока он движется вокруг Юпитера.

Например, когда Ио подбирается ближе к Юпитеру, мощная гравитация гигантской планеты деформирует луну к ней, а затем, когда Ио движется дальше, гравитационное притяжение уменьшается, и луна расслабляется. Растяжение от гравитации вызывает приливное нагревание - так же, как вы можете нагреть место на проволочной вешалке, неоднократно сгибая ее, растяжение создает трение во внутренней части Ио, которое генерирует огромное тепло, что питает сильный вулканизм Ио.


Это карта прогнозируемого теплового потока на поверхности Ио из различных моделей приливного нагревания. Красные области - это где ожидается больше тепла на поверхности, в то время как синие области - это где ожидается меньше тепла. Иллюстрация A показывает ожидаемое распределение тепла на поверхности Ио, если приливное нагревание происходило бы прежде всего глубоко внутри мантии, а иллюстрация В - это модель потока поверхностного тепла, ожидаемая, если нагревание происходит главным образом внутри астеносферы. В сценарии "глубоко внутри мантии" поток поверхностного тепла концентрируется в основном на полюсах, тогда как в сценарии с астеносферой поток поверхностного тепла концентрируется около экватора. Предоставлено: NASA/Christopher Hamilton.

Но новая геологическая карта Ио показала смещение вулканов оттуда, где они должны быть в прогнозируемой модели.

Возможность объяснить смещение включает более быстрое, чем ожидалось вращение Ио, внутреннюю структуру, которая позволяет магме передвигаться на существенные расстояния от того места, где происходит наибольшее нагревание, где она смогла вырваться на поверхность, или пропущенный компонент в существующих моделях приливного нагревания, как жидкие приливы из подземного магматического океана, согласно статье группы исследователей.

Магнитометр на миссии Galileo обнаружил магнитное поле вокруг Ио, предполагая присутствие глобального подповерхностного магматического океана. Так как Ио вращается по орбите вокруг Юпитера, он движется внутри обширного магнитного поля планеты. Исследователи полагают, что это могло бы индуцировать магнитное поле в Ио, если бы он имел глобальный океан из проводящей электричество магмы.

"Наш анализ подтверждает сценарий глобального подповерхностного магматического океана как единственное возможное объяснение смещения между прогнозируемыми и наблюдаемыми местоположениями вулканов на Ио", сообщает Hamilton. "Тем не менее, магматический океан Ио не похож на океаны на Земле. Вместо полностью жидкого слоя, магматический океан Ио вероятно был бы больше похож на губку с 20% силикатного расплава внутри матрицы из медленно деформирующегося камня".

Приливное нагревание, как полагают, также ответственно за океаны жидкой воды, вероятно существующие под ледяной корой Европы и луны Сатурна Энцелад. Так как жидкая вода необходимый компонент для жизни, некоторые исследователи предполагают, что жизнь могла существовать в этих подповерхностных океанах, если бы существовал возобновляемый источник энергии и запас сырья. Эти миры далеки и слишком холодны, чтобы поддерживать жидкую воду на своих поверхностях, поэтому лучшее понимание того, как работает приливное нагревание, может раскрыть то, как могла бы поддерживаться жизнь в противном случае неприветливых местах по всей Вселенной.

"Неожиданное смещение в восточном направлении местоположений вулканов - это ключ к тому, что что-то пропущено в нашем понимании Ио", сообщает Hamilton. "В некотором смысле, это наш самый важный результат. Наше понимание производства приливного тепла и его связи с вулканизмом на поверхности неполное. Интерпретация того, почему мы имеем смещение и другие статистические модели, которые мы наблюдаем, открыта, но я думаю, что мы разрешим многие из новых вопросов, что хорошо".

Вулканизм Ио такой обширный, что он полностью меняет поверхность каждые миллион лет или около того, очень быстро по сравнению с возрастом Солнечной Системы в 4.5 миллиарда лет. Поэтому для того, чтобы узнать больше о прошлом Ио, мы должны лучше понять внутреннюю структуру луны, потому что ее поверхность слишком молодая для регистрации своей полной истории, согласно Hamilton.

Источник: JPL.


Название прочитанной вами статьи "Вулканы Ио находятся в неправильном месте".

Похожие статьи:
Категория: Астрономические открытия | Просмотров: 1224 | Теги: луны, Ио, Вулканы, Юпитер | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]