Вулкани

Активні вулкани нашої Сонячної системи



Діяльність спостерігалася на Землі та на Місяцях Юпітера, Нептуна та Сатурна


Вулкани на Іо: Іо, місяць Юпітера, є найбільш вулканічно активним тілом нашої Сонячної системи. У ньому понад 100 діючих вулканічних центрів, у багатьох з яких є кілька діючих отворів. Виверження періодично повертаються до великих частин Місяця. Зображення НАСА.

Зміст


Вулкани Сонячної системи
Що таке Діючий вулкан?
Що таке кріовулкан?
Місяць Юпітера Іо: Найактивніші
«Вогняні завіси» на Іо
Тритон: Перший виявлений
Енцелад: найкраще документоване
Докази діяльності
Чи буде виявлено більше активності?

Вулкани Сонячної системи

Докази минулої вулканічної активності були знайдені на більшості планет нашої Сонячної системи та на багатьох їхніх місяцях. Наш власний Місяць має величезні площі, покриті давніми потоками лави. На Марсі є Олімп Монс і Таріс Райз, найбільші вулканічні особливості нашої Сонячної системи. Поверхня Венери вкрита магматичними скелями та сотнями вулканічних особливостей.

Більшість вулканічних особливостей, виявлених у нашій Сонячній системі, сформувалися мільйони років тому - коли наша Сонячна система була молодшою, а планети і місяці мали значно більші внутрішні температури. Геологічно остання вулканічна активність не така поширена.

На основі спостережень із Землі та космічних апаратів лише чотири тіла Сонячної системи підтвердили вулканічну активність. Це 1) Земля; 2) Іо, місяць Юпітера; 3) Тритон, місяць Нептуна; і 4) Енцелад, місяць Сатурна.

Доказів можливої ​​вулканічної активності на Марсі, Венері, Плутоні та Європі не спостерігалось, але прямих спостережень про виверження не проводилось.

Що таке Діючий вулкан?

Термін "діючий вулкан" використовується в основному стосовно посилань на вулкани Землі. Активні вулкани - це ті, що в даний час вивергаються або вибухали в певний час в історії людства.

Це визначення досить добре працює для вулканів на Землі, оскільки ми можемо спостерігати деякі з них легко - але багато з них знаходяться у віддалених районах, де невеликі виверження можуть пройти непомітно, або нижче віддалених частин Світового океану, де навіть великі виверження можуть бути не виявлені. Прикладом може служити Таму Массиф, "наймасовіший вулкан у світі", який не був визнаний до 2013 року.

Поза межами Землі наші здібності виявляти виверження вулканів не почалися до винаходу потужних телескопів і зробили великий стрибок, коли космічні апарати змогли перевозити телескопи та інші чутливі пристрої близько до інших планет та їхніх місячних.

Сьогодні існує ряд телескопів для виявлення цих вивержень - якщо вони достатньо великі та звернені у правильному напрямку. Однак невеликі виверження можуть не помітити, оскільки не вистачає телескопів для спостереження за всіма районами Сонячної системи, де може відбуватися вулканічна активність.

Хоча було виявлено лише декілька позаземних вивержень, про них багато дізналося. Мабуть, найцікавішим відкриттям стали кріовулкани у зовнішній області Сонячної системи.

Гейзер на Енцеладі: Кольоровий вигляд кріовулканічної активності на місяці Ентулада Сатурна. Ці гейзери регулярно вибухають шлейфи, що складаються переважно з водяної пари з незначною кількістю азоту, метану та вуглекислого газу. Зображення НАСА.

Що таке кріовулкан?

Більшість людей визначають слово "вулкан" як отвір у поверхні Землі, через який витікають розплавлений гірський матеріал, гази та вулканічний попіл. Це визначення добре працює для Землі; однак деякі тіла нашої Сонячної системи мають у своєму складі значну кількість газу.

Планети біля Сонця скелясті і виробляють силікатні скельні магми, подібні до тих, що спостерігаються на Землі. Однак планети поза Марсом та їхні місяці містять значну кількість газу, крім силікатних порід. Вулкани в цій частині нашої Сонячної системи зазвичай є кріовулканами. Замість виверження розплавленої гірської породи вони вивергають холодні, рідкі або заморожені гази, такі як вода, аміак або метан.

Вулкан Іо Тваштар: Ця п'ятикадрова анімація, створена з використанням зображень, знятих космічним кораблем "Нові горизонти", ілюструє виверження вулкана на Іо, місяці Юпітера. За оцінками, виверження шлейфу становить приблизно 180 миль. Зображення НАСА.

Місяць Юпітера Іо: Найактивніші

Іо є найбільш вулканічно активним тілом у нашій Сонячній системі. Це дивує більшість людей, оскільки велика відстань Іо від сонця та його крижана поверхня роблять його схожим на дуже холодне місце.

Однак Іо - це дуже крихітний місяць, на який надзвичайно впливає сила тяжіння планети-гіганта Юпітера. Гравітаційне притягнення Юпітера та інших його лун чинить такі сильні «тяги» на Іо, що він постійно деформується від сильних внутрішніх припливів. Ці припливи створюють величезну кількість внутрішнього тертя. Це тертя нагріває Місяць і забезпечує інтенсивну вулканічну активність.

У Іо є сотні видимих ​​вулканічних отворів, деякі з яких вибухають в її атмосферу струмені замерзлої пари та "вулканічний сніг". Ці гази можуть бути єдиним продуктом цих вивержень, або може бути присутня пов'язана силікатна порода або розплавлена ​​сірка. Ділянки навколо цих вентиляційних отворів свідчать про те, що вони були "покриті" плоским шаром нового матеріалу. Ці райони, що з'являються назовні, є домінуючою поверхневою ознакою Іо. Дуже мала кількість кратерів ударів по цих поверхнях, порівняно з іншими тілами Сонячної системи, є свідченням постійної вулканічної активності Іої і підняття.

Виверження вулкана на Іо: Зображення одного з найбільших вивержень, коли-небудь спостерігалося на Місяці Юпітера, штат Іо, зняте 29 серпня 2013 року Кетрін де Клер з Каліфорнійського університету в Берклі за допомогою Північного телескопа Близнюків. Вважається, що це виверження запустило гарячу лаву за сотні миль над поверхнею Іо. Більше інформації.

«Вогняні завіси» на Іо

4 серпня 2014 року НАСА опублікувала зображення вулканічних вивержень, які сталися на Місяці Юпітера Іо між 15 та 29 серпня 2013 року. За цей двотижневий період, вважають, виверження, досить потужні для запуску матеріалу на сотні миль над поверхнею Місяця. сталося.

Крім Землі, Іо - єдине тіло в Сонячній системі, яке здатне вивергати надзвичайно гарячу лаву. Внаслідок низької сили тяжіння Місяця та вибухонебезпечності магми великі виверження, як вважається, запускають десятки кубічних миль лави високо над Місяцем і повертають великі райони протягом всього декількох днів.

Супровідне інфрачервоне зображення показує виверження 29 серпня 2013 року і його придбала Кетрін де Клер з Каліфорнійського університету в Берклі за допомогою телескопа «Близнюки Північ» за підтримки Національного наукового фонду. Це одне з найбільш вражаючих зображень вулканічної діяльності, коли-небудь зроблених. На час цього зображення, як вважають, великі тріщини на поверхні Іо вивергали "вогняні завіси" довжиною до кількох миль. Ці "завіси", ймовірно, схожі на фонтанні тріщини, помічені під час виверження Кілауеа 2018 року на Гаваях.

Механіка кріовулкано: Діаграма того, як кріовулкан може працювати на Іо або Енцелад. Кишені води під тиском на невеликій відстані під поверхнею нагріваються внутрішньою припливною дією. Коли тиск стає досить високим, вони виходять на поверхню.

Тритон: Перший виявлений

Тритон, місяць Нептуна, був першим місцем у Сонячній системі, де спостерігали кріовулкани. Зонд Voyager 2 під час прольоту 1989 року спостерігав викиди азотного газу та пилу висотою до п'яти миль. Ці виверження є причиною гладкої поверхні Тритона, оскільки гази конденсуються і падають назад на поверхню, утворюючи густу ковдру, схожу на сніг.

Деякі дослідники вважають, що сонячне випромінювання проникає в поверхневий лід Тритона і нагріває темний шар внизу. Захоплене тепло випаровує підземний азот, який розширюється і з часом вивергається через крижаний шар вище. Це було б єдине відоме розташування енергії поза тілом, що викликає виверження вулкана - енергія зазвичай надходить зсередини.

Кріовулкано на Енцеладі: Бачення художника про те, як може виглядати кріовулкан на поверхні Енцелада, з Сатурном видно на задньому плані. Зображення НАСА. Збільшити.

Енцелад: найкраще документоване

Кріовулкани на Енцеладі, місяці Сатурна, вперше були задокументовані космічним апаратом Кассіні в 2005 році. Космічний апарат зобразив струмені крижаних частинок, що випускаються з південної полярної області. Це зробило Енцелада четвертим тілом у Сонячній системі з підтвердженою вулканічною активністю. Космічний апарат фактично пролітав кріовулканічним шлейфом і документував його склад, що представляє собою переважно водяну пару з незначною кількістю азоту, метану та вуглекислого газу.

Однією з теорій механізму кріовулканізму є те, що підземні кишені води під тиском існують на невеликій відстані (можливо, лише кілька десятків метрів) під поверхнею Місяця. Ця вода утримується в рідкому стані припливним нагріванням місячних нутрощів. Іноді ці води під тиском виходять на поверхню, утворюючи шум водяної пари та частинок льоду.

Докази діяльності

Найбільш прямим доказом, який можна отримати для документування вулканічної активності на позаземних тілах, є побачити або зобразити виверження, що відбувається. Іншим типом доказів є зміна поверхні тіла. Виверження може створити ґрунтовий покрив сміття або зародження. Вулканічна активність на Іо досить часта, і поверхня видно досить, щоб можна було спостерігати ці зміни. Без таких прямих спостережень із Землею може бути важко дізнатися, чи вулканізм є останнім чи давнім.

Потенційна область недавньої вулканічної діяльності на Плутоні: Кольорове зображення високого дозволу одного з двох потенційних кріовулканів, виявлених на поверхні Плутона космічним кораблем "New Horizons" у липні 2015 року. Ця функція, відома як Райт Монс, становить приблизно 90 миль (150 кілометрів) і 2,5 милі (4 кілометри) високий. Якщо це насправді вулкан, як підозрюють, це була б найбільша така особливість, виявлена ​​у зовнішній Сонячній системі. Збільшити.

Чи буде виявлено більше активності?

Кріовулкани на Енцеладі не були виявлені до 2005 року, і не було проведено вичерпного пошуку по Сонячній системі для цього виду діяльності. Насправді, деякі вважають, що вулканічна активність на нашому близькому сусіді Венері все ще відбувається, але прихована під щільним хмарним покривом. Кілька можливостей на Марсі свідчать про можливу недавню діяльність там. Також дуже ймовірно, можливо, ймовірно, що активні вулкани чи кріовулкани будуть виявлені на місяцях крижаних планет у зовнішніх частинах нашої Сонячної системи, таких як Європа, Титан, Діона, Ганімед та Міранда.

У 2015 році вчені, що працюють із зображеннями місії NASA New Horizons, зібрали кольорові зображення високої роздільної здатності потенційних кріовулканів на поверхні Плутона. Супровідне зображення показує місцевість на Плутоні з можливим крижаним вулканом. Оскільки кратер ударів на родовищах навколо цього потенційного вулкана дуже мало, вважається, що це геологічно молодий вік. Більш детальні фото та пояснення дивіться у цій статті на NASA.gov.

Ахуна Монс, гора морського льоду на поверхні карликової планети Церера, показана на цьому модельованому перспективному поданні. Вважається, що він утворився після того, як шум солоної води та скелі піднявся через глибину планети карлика, а потім вивернув шлейф солоної води. Солона вода замерзла в морському льоду і побудувала гору, яка зараз близько 2,5 миль у висоту і 10,5 миль у ширину. Зображення NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

У 2019 році вчені NASA, Європейського космічного агентства та Німецького аерокосмічного центру опублікували дослідження, яке, на їхню думку, розгадує таємницю того, як утворився Ахуна Монс, гора на поверхні Церери, найбільший об’єкт в поясі астероїдів. Вони вважають, що Ахуна Монс - кріовулкан, який вивергав солону воду після того, як висхідний шлейф піднявся на поверхню карликової планети. Для отримання додаткової інформації дивіться цю статтю на NASA.gov.

Це захоплюючий час для перегляду космосу!