Как приливы, гравитация и лава сделали Ио самой молодой поверхностью в Солнечной системе.
«Кора, будучи такой тонкой, должна прогибаться, если на больших площадях она нагружается ледниковым льдом, океанской водой или отложениями песка и ила. Он должен изгибаться в противоположном направлении, если из такого материала удаляются широко растянутые грузы. Это объясняет… происхождение цепей высоких гор… и подъем лавы на поверхность земли». - Реджинальд Дейли, 1932
Хотя земная кора может быть самой тонкой из всех ее слоев, она не однородна и не уникальна. Там, где более плотная мантия плотно упакована под ней, земная кора самая тонкая, и ее легче всего пробить. И наоборот, там, где мантия не начинается до ее максимальных подземных глубин, кора накапливается больше всего. Именно в этих местах - граница коры/мантии - различные явления и взаимодействия (включая тектонику плит) вызывают плавление горных пород внутри поверхности Земли. Когда это происходит, образуются магматические очаги.
Вы могли привыкнуть к таянию льда и, возможно, замечали, что лед плавает поверх воды, потому что его твердая фаза менее плотная, чем жидкая. Хотя это объясняет все, от айсбергов в океане до кубиков льда в ваших летних напитках, вода в этом отношении является весьма необычным материалом. Большинство материалов, включая горные породы, менее плотны в жидкой фазе, чем в твердой. А это значит, что когда магма образуется под поверхностью, она одновременно и расширяется, раскалывая и смещая твердые породы с обеих сторон, и пытается подняться из-за своей меньшей плотности и плавучести.
Получите достаточное количество магмы, создающей достаточное давление, и вы получите извержение вулкана, что происходит много раз в год в какой-то точке на поверхности Земли.
Но это не то, что происходит на большинстве каменистых планет. Что касается твердых миров, то земная кора относительно молода. Сравните поверхность Земли с миром, подобным Меркурию или Луне, где существуют кратеры, нетронутые и незагрязненные вулканической активностью в течение многих миллиардов лет. В то время как Земля изобилует извержениями вулканов, жерлами магмы и постоянными извержениями, эти маленькие, геологически неактивные (по крайней мере, относительно) миры не подвергались хорошему обновлению поверхности с момента зарождения Солнечной системы..
И тем не менее, Земля - и все остальные - полностью уступают по вулканической активности в Солнечной системе одному конкретному миру. Глядя в телескоп в 1610 году, Галилей обнаружил четыре больших спутника вокруг нашей самой большой планеты Юпитера. Самой дальней была Каллисто, за ней (по мере продвижения внутрь) шли Ганимед, Европа и, наконец, ближайший мир: Ио.
Тем не менее, несмотря на то, что Каллисто и Ганимед массивны и сильно покрыты кратерами в древности, а Европа кажется покрытой льдом, при внимательном рассмотрении Ио она сильно отличается от всех остальных миры.
Он, конечно, покрыт камнем, и у него рябое лицо, немного похожее на подростка, который не может перестать чесаться. Тем не менее, что-то должно выделяться на Ио, что делает его уникальным среди всех скалистых миров, которые мы когда-либо открывали: нет кратеров Для этого есть веская причина, мы пришли к пониманию.
И если вы думали, что приливы на Земле плохи, вы ничего не видели, пока не увидели Ио.
Видите это изображение вверху? Это солнечное затмение происходит на Ио, когда его внешний сосед, Европа, проходит между ним и Солнцем. Большой бинокулярный телескоп (LBT) сделал эту последовательность изображений Ио, когда тень Европы падала на него, вызывая полное затмение. Но заметили ли вы эти два ярких пятна на Ио? Это действующие вулканы, фактически застигнутые в процессе извержения!
Если вы привыкли к вулканам на Земле, вы можете подумать, что это какое-то редкое явление, которое мы случайно поймали. Ведь если они могут вот так осветить поверхность самого мира, то это должны быть довольно зрелищные извержения, и их сразу два! Но более пристальный осмотр - или, скорее, продолжающиеся осмотры Ио - показывает, что эти извержения невероятно распространены.
Поверхность Ио - самая молодая в Солнечной системе. Почему на его поверхности нет кратеров? Эти извержения покрывают всю поверхность мира слоем свежей лавы, которая затвердевает и превращается в горную породу в масштабах времени от нескольких тысяч до десятков тысяч лет.
Что вызывает это? Ответ прост сам по себе: Юпитер, который действует как космический замбони на Ио, вызывая это всплытие и эту поверхностную лаву, как будто ему больше нечего делать во Вселенной.
На Земле совместное воздействие Луны и Солнца вызывает умеренные приливы, поднимая и опуская океаны примерно на 1 метр за раз, и заставляя земную кору выпячиваться и сжиматься на миллиметры или сантиметры с каждым разом. вращение. Но на Ио приливные силы, вызванные Юпитером, просто огромны: примерно в 10 000 раз сильнее, чем мы наблюдаем здесь, на Земле. И этого достаточно, чтобы буквально разорвать поверхность Ио практически на каждом обороте Луны вокруг планеты-пастыря.
В то время как наши приливы заставляют океаны подниматься и опускаться, приливы Юпитера создают магму прямо под поверхностью Ио, а затем разрывают эту поверхность на части, позволяя ей подниматься к коре в постоянном состоянии извержения.. Если бы наша Луна была значительно ближе к Земле - примерно в 20 раз ближе, чем сегодня - приливные силы в нашем мире вызвали бы точно такой же эффект, сделав нашу планету практически непригодной для жизни, как Ио.
К счастью, Луна находится на безопасном расстоянии, и любое всплытие происходит из-за внутренней физики Земли, а не из-за приливного влияния катастрофического чужака.
Но в то время как Юпитер сеет такой хаос на Ио, Европа находится достаточно далеко, возможно, в самом приятном месте из всех.
Хотя его поверхность покрыта льдом, тепла, выделяемого приливами Юпитера, должно быть достаточно, чтобы должны были быть подводные источники магмы - источник тепла - и жидкий океан глубоко подо льдом. НАСА только вчера объявило о миссии на Европу, которая исследует, содержит ли Луна ингредиенты, необходимые для жизни на основе химических веществ, что является заманчивой возможностью. Хотя этот эффект, подобный замбони, губителен для Ио, самого активного мира Солнечной системы с самой новой поверхностью, его «облегченная» версия может быть именно тем, что нужно соседнему миру, чтобы породить самую хрупкую и захватывающую комбинацию атомов. мы когда-либо открывали: самовоспроизводящийся, кодирующий информацию, поддерживающий набор реакций, который мы называем жизнью.
Удивительно, что может сделать небольшое усилие - или много, совершенно по-другому - .
Оставляйте свои комментарии на форуме Starts With A Bang в блогах Scienceblogs.