Ios vulkanske aktivitet kan skyldes en unik kombination af almindelig tyngdekraftpresning af Jupiter og friktion på smeltet sten indenfor Ios indre.
Rumfartøjet New Horizons - som for nylig besøgte Pluto - fangede denne fem-rammesekvens af den gigantiske plym fra Ios Tvashtar-vulkan, da den fejede forbi Jupiter-systemet. Billede via NASA / JHU Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.
I en ny undersøgelse, der blev annonceret af NASA den 10. september 2015, forklarede Robert Tyler fra NASA's Goddard Space Flight Center en ny model for, hvad der genererer vulkanerne på Io, den inderste af Jupiters fire store galileiske satellitter. Io har været kendt i årtier som det mest vulkanisk aktive objekt i vores solsystem, med hundreder af observerbare udbrud, der skubber lava op til 400 km (400 km) fra den lille månes overflade. Tyler sagde, at gravitationsindflydelsen fra Jupiter på en opslæmning smeltet indre af Io - indre magmahav - er det, der forårsager de mystiske misplacerede vulkaner på Ios overflade.
Tidligere teorier antog, at Io var et solidt objekt, men deformerbart (som ler). Det antages, at Io var lidt deformeret fra tidevandseffekter af Jupiter, det vil sige effekten af Jupiters tyngdekraft klemning dets inderste store måne. Men når forskere sammenlignede computermodeller baseret på denne antagelse med faktiske rumfartøjsbilleder af Ios overflade, opdagede de, at de fleste af Ios vulkaner blev modregnet 30 til 60 grader øst for, hvor modellerne forudsagde, at den mest intense varme skulle produceres.
Som Jupiters indre måne går Io hurtigere end den næste store måne udad, Europa, hvilket afslutter to baner hver gang Europa afslutter en. Denne regelmæssige timing får Io til at føle det stærkeste tyngdepunkt fra den samme orbitalplacering, hvilket forvrænger dens form. Denne intense og konsistente geologiske aktivitet blev kendt for at være resultatet af et træk mellem Jupiter og dets andre måner - hvilket får materiale i Io til at skifte, generere varme og forvrænge dets form. Alligevel kunne selv denne interaktion med Europa ikke forklare de misplacerede vulkaner på Io. Wade Henning fra NASA Goddard sagde i en erklæring fra 10. september fra NASA:
Det er svært at forklare det regelmæssige mønster, vi ser i så mange vulkaner, som alle skifter i samme retning ved hjælp af bare vores klassiske fastkroppevarmeopvarmningsmodeller.
Ios underlige vulkanaktivitet opfordrede til en ny forklaring, der inkorporerede varme fra ikke kun tidevandsbøjningen fra Jupiter, men også den varme, der genereres af noget andet. I denne nye model kommer varmen fra selve magas bevægelse.
Kredit: NASAs Galileo
Den nye undersøgelse ser lovende ud, fordi den har bidraget til at forklare detaljerne om de uplacerede vulkaner på Io. Christopher Hamilton, en medforfatter fra University of Arizona, sagde:
Væsker - især 'klæbrige' (eller viskøse) væsker - kan generere varme gennem friktionsafledning af energi, når de bevæger sig.
Holdet mener nu, at det smeltede indre af Io er en opslæmning blanding af væske (magma) og størknende sten. Når denne smeltede blanding flyder under påvirkning af tidevandsbøjning, hvirvler den og gnider mod det omgivende faste klippe og frembringer varme på grund af friktion. Hamilton sagde:
Denne proces kan være yderst effektiv til visse kombinationer af lagtykkelse og viskositet, som kan forbedre varmeproduktionen.
Henning tilføjede:
Den flydende tidevandsopvarmningskomponent i en hybridmodel forklarer bedst den ækvatoriale præference for vulkansk aktivitet og det østlige skift i vulkankoncentrationer ... samtidig kan fast tidevandsopvarmning i dybmantlen forklare eksistensen af vulkaner på høje breddegrader.
Både fast og flydende tidevandsaktivitet genererer forhold, der favoriserer hinandens eksistens, således at tidligere undersøgelser måske kun var halvdelen af historien for Io.
Denne nye NASA-undersøgelse indebærer, at oceaner under skorperne af tidligt stressede måner kan være mere almindelige og vare længere end forventet. Fænomenet gælder for oceaner, der er fremstillet af enten magma eller vand, hvilket potentielt øger oddsen for liv andre steder i universet. Ifølge NASA-erklæringen:
Visse tidligt stressede måner i det ydre solsystem, såsom Europa og Saturns måne Enceladus, har havene i flydende vand under deres iskolde skorpe. Forskere mener, at livet kan have oprindelse i sådanne oceaner, hvis de har andre nøgleingredienser, der antages at være nødvendige, såsom kemisk tilgængelige energikilder og råvarer, og de har eksisteret længe nok til, at livet kan dannes. Det nye arbejde antyder, at sådanne oceaner under jorden, uanset om de er sammensat af vand eller en anden væske, vil være mere almindelige og vare længere end forventet, både inden for vores solsystem og videre.
Dette er et sammensat billede af Io og Europa taget 2. marts 2007 med rumfartøjet New Horizons. Her er Io øverst med tre vulkanske huler synlige. Den 300 kilometer høje pluim fra Tvashtar-vulkanen er klokken 11 på Ios disk, med en mindre drum fra vulkanen Prometheus ved 9-tiden på kanten af Ios disk, og vulkanen Amirani mellem dem langs linjen, der deler dag og nat. Billede via NASA / JHU Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Nederste linje: For første gang er den mystiske geologiske aktivitet i Jupiters måne Io blevet undersøgt nøje på en sådan måde, at det afslørede årsagen til Io's forkert placerede vulkaner. Dette er vulkaner, der forskydes på en regelmæssig måde fra det, som tidligere modeller antydede. Det nye værk antyder, at Ios nysgerrige vulkanaktivitet skyldes en unik kombination af almindelige tyngdekraften fra Jupiter og friktion på smeltet sten inden for Ios indre.