Вулканізм на Іо

Вывяржэнне вулкана на Іо

Вулканізм на Іо (спадарожніку Юпітэра) носіць ярка выражаны характар: 2 % паверхні спадарожніка займаюць актыўныя гарачыя плямы. Іо — аб'ект з найбольш актыўнай вулканічнай дзейнасцю ў Сонечнай сістэме. На яе паверхні выразна відаць мноства лававых патокаў і звыш сотні кальцавых структур, ёсць кальдэры, але няма ўдарных кратараў.

Упершыню вулканічная актыўнасць на спадарожніку была выяўлена ў 1979 годзе касмічным зондам «Вояджэр-1», пасля чаго неаднаразова назіралася і вывучалася касмічнымі апаратамі «Вояджэр-1» і «Вояджэр-2», «Галілеа», «Касіні», «Новыя гарызонты», а таксама астраномамі з Зямлі. У выніку назіранняў на паверхні Іо выяўлена каля 150 актыўных вулканаў; усяго ж, паводле ацэнак, вулканаў на спадарожніку каля 400. Іо ўваходзіць у лік чатырох вядомых у цяперашні час касмічных цел Сонечнай сістэмы, на якіх ідуць вулканічныя працэсы. Акрамя Іо, гэта Зямля, Энцэлад (спадарожнік Сатурна) і Трытон (спадарожнік Нептуна) .

Крыніца энергіі вулканізму

У адрозненне ад Зямлі, дзе радыеактыўны распад элементаў у нетрах выклікаў моцны разагрэў кары, Іо недастаткова вялікая для такіх працэсаў, таму энергія для разагрэву чэрпаецца з іншай крыніцы, якім з'яўляецца прыліўныя ўздзеянне другога галілеевага спадарожніка, Еўропы, а таксама самога Юпітэра і ў невялікай ступені трэцяга спадарожніка — Ганімеда. Узаемадзеянне з іншымі спадарожнікамі падтрымлівае арбіту Іо выцягнутай (эксцэнтрысітэт 0,004). Адлегласць ад Іо да Юпітэра ў перыцэнтры і апацэнтры арбіты розная, таму розная і велічыня прыліўных сіл. Іх рэгулярная змена выклікае рэгулярныя дэфармацыі спадарожніка і, як вынік, трэнне і нагрэў у яго нетрах. Энергія, якая пры гэтым вылучаецца, велізарная — 60-80 мільёнаў МВт. Імаверна, размяркоўваецца яна нераўнамерна, выдзяляючыся ў большай ступені ў паверхневых пластах спадарожніка.

Аднак у маі 2011 года было ўстаноўлена, што вулканізм на Іо падтрымліваецца дзякуючы глабальнаму акіяну магмы, якая прасціраецца пад карой на дзесяткі кіламетраў углыб. Раней лічылася, што вулканізм на Іо дзейнічае з-за прыліўных гравітацыйных сіл Юпітэра.

Магматычны акіян складае каля 10 % ад мантыі спадарожніка па аб'ёму. Яго тэмпература, магчыма, перавышае 1200 градусаў па Цэльсію. Ён і з'яўляецца крыніцай рэкорднага вулканізму Іо.

Вулканы і гарачыя плямы

Тупан Патэра — самы вялікі вулкан на Іо

Вулканы Іо падзяляюцца на некалькі тыпаў. Першыя, якіх большасць, маюць тэмпературу парадку 350—400 К і хуткасць выкіду газавых прадуктаў каля 500 м/с, вышыню выкіду да 100 кіламетраў, ападкі пераважна белага колеру. Другія адрозніваюцца высокай тэмпературай кальдэры, з хуткасцю выкіду газу каля 1 км/с і вышынёй выкіду да 300 км. Галоўнай іх адметнай рысай з'яўляецца цёмная кальцавая акантоўка на адлегласцях некалькіх сотняў кіламетраў ад кальдэры. Існуе гіпотэза аб гейзернам паходжанні другога тыпу вывяржэнняў, калі адбываецца раптоўны фазавы пераход вадкасць-газ (напрыклад, на Зямлі такія працэсы назіраюцца на вулканах вострава Святой Алены). Склад прадуктаў вывяржэнняў — сера, сярністы газ і некаторыя сульфіды, а таксама сілікатныя магмы.

Каб ацаніць магутнасць вулканізму на Іо, неабходна ведаць аб'ём рэчыва, які выкідаецца пры вывяржэннях. Для гэтага можна выкарыстаць звесткі пра ўзрост паверхні, на аснове метаду падліку колькасці метэарытных кратараў на адзінку паверхні. Па адсутнасці метэарытных кратараў на паверхні Іо можна казаць аб тым, што паверхня гэтая вельмі маладая, каля 1 мільёна гадоў, і сфарміравана яна з прадуктаў вывяржэнняў. Таўшчыня пласта адкладанняў ацэньваецца ад 3-4 да 20-30 км.

На паверхні Іо налічваецца больш за 10 актыўных гарачых плям тэмпературай ад 310 да 600 К; памеры плям вагаюцца ў межах ад 75 да 250 км ref name="Sun Sist"/>. «Вояджэр-1» пры першым аблёце Іо зафіксаваў 8 такіх аб'ектаў, калі апарат зблізіўся з Іо праз 4 месяцы, у актыўным стане знаходзілася 7 з іх. Найвышэйшая тэмпература ў 600 К была зафіксавана ў 1979 годзе ў кальдэры, якая атрымала назву «Пеле».