یک مطالعه اخیر که در مجله علوم سیاره‌ای منتشر شده است، به این پرسش پاسخ می‌دهد. تیمی از پژوهشگران به بررسی مکان‌های احتمالی آتشفشان یخی در مناطق خاصی از پلوتو پرداختند. این مطالعه می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا فعالیت‌های زمین‌شناختی کنونی پلوتو را بهتر درک کنند، به‌ویژه اینکه چگونه این سیاره با وجود فاصله زیاد از خورشید همچنان فعال است.
بررسی کالدرای کیلدازه در پلوتو
در این مطالعه، پژوهشگران کالدرای کیلدازه در منطقه هایابوسا ترای پلوتو را برای یافتن شواهد فعالیت‌های آتشفشانی یخی گذشته بررسی کردند. برای این منظور، آن‌ها از ترکیبی از تصاویر به‌دست‌آمده از فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا که در ژوئیه ۲۰۱۵ از کنار پلوتو عبور کرد، استفاده کردند و این تصاویر را با دیگر مکان‌های آتشفشان یخی در پلوتو و همچنین مکان‌های مشابه روی زمین و مریخ مقایسه نمودند. مکان‌های آتشفشانی یخی در پلوتو شامل ویرجیل فوسه و وایکینگ ترا هستند. مکان‌های مشابه روی زمین شامل کالدرای یلوستون، والس کالدرا و لانگ ولی کالدرا می‌شوند. برای مریخ، این مکان‌ها شامل گودال‌های فروریخته در ناکتیس لابیرینتوس هستند که منطقه‌ای پر از دره در بخش غربی والس مارینریس، بزرگ‌ترین دره منظومه شمسی، است.
استفاده از داده‌ها و مدل‌سازی
پژوهشگران علاوه بر تصاویر نیوهورایزنز و مقایسه با مکان‌های مشابه سیاره‌ای، از مجموعه‌ای از مدل‌های ارتفاعی دیجیتال، پروفایل‌های ارتفاعی و مدل‌های تجسمی سه‌بعدی برای شناسایی منشأ یخ آب موجود در کیلدازه استفاده کردند. در نهایت، پژوهشگران نتیجه گرفتند که یخ آب موجود در کیلدازه حدود چند میلیون سال قدمت دارد، یا شاید قدیمی‌تر باشد، اما همچنان بسیار جوان‌تر از سن خود پلوتو است.
یافته‌های مطالعه
این مطالعه نتیجه‌گیری می‌کند: «با توجه به اندازه، ساختار، ترکیب و جوانی کیلدازه و محیط اطراف آن، ما پیشنهاد می‌کنیم که این منطقه یک آتشفشان یخی با ساختار کالدرا است که تاریخچه‌ای از یک یا چند فوران داشته و حدود ۱۰۰۰ کیلومتر مکعب گدازه یخی را به بیرون پرتاب کرده است، و احتمالاً تعدادی فوران در مقیاس کوچک‌تر نیز رخ داده است.»
آتشفشان یخی چیست؟
همان‌طور که از نامش پیداست، آتشفشان یخی شامل «ماگمای» یخی است، برخلاف گدازه یا ماگمای داغ در آتشفشان‌های سنتی. از زمان اولین استفاده از اصطلاح «آتشفشان یخی» در سال ۱۹۸۷، این پدیده در بسیاری از جهان‌های منظومه شمسی، از جمله سرس، اروپا، گانیمد، انسلادوس، تیتان، چندین قمر اورانوس، تریتون و مریخ مشاهده شده است. منابع احتمالی آتشفشان یخی شامل فرآیندهای خارجی مانند برخوردهای شهابی، گرمایش جزر و مدی ناشی از کشش دو جرم سیاره‌ای بر یکدیگر، یا گرمای داخلی ناشی از واپاشی رادیواکتیو است.
چرا این مطالعه جذاب است؟
آنچه این مطالعه را جذاب می‌کند این است که پلوتو دورتر از خورشید نسبت به سایر اجسام سیاره‌ای که آتشفشان یخی در آن‌ها مشاهده شده، در مدار خود قرار دارد. این بدان معناست که تأثیر خورشید احتمالاً مسئول فعالیت آتشفشانی یخی پلوتو نیست. دانشمندان همچنان در حال بحث هستند که آیا منبع گرمایش داخلی پلوتو از گرمایش جزر و مدی ناشی از تعامل با بزرگ‌ترین قمرش، شارون، یا گرمایش رادیوژنیک ناشی از واپاشی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در داخل سیاره است. به عنوان مثال، مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۲ که در مجله ایکاروس منتشر شد، فرض کرد که گرمای داخلی پلوتو از گرمایش جزر و مدی با تعاملاتش با شارون و اندازه‌اش ناشی شده و این گرما مدت‌ها پس از سرد شدن گرمای داخلی شارون در داخل پلوتو باقی مانده است. همچنین، فرض شده که گرمای داخلی پلوتو از زمان شکل‌گیری آن، میلیاردها سال پیش، سرچشمه گرفته است.
مأموریت نیوهورایزنز و آینده
فضاپیمای نیوهورایزنز در ژوئیه ۲۰۱۵ پرواز تاریخی خود را از کنار پلوتو انجام داد و تاکنون تنها فضاپیمایی است که از این سیاره کوتوله بازدید کرده است. از آن زمان، چندین مأموریت برای بازدید مجدد از پلوتو پیشنهاد شده است، از جمله ترکیبی از مدارگرد و کاوشگر که با یک راکتور همجوشی کار می‌کند و فرض شده که تنها در چهار سال به پلوتو می‌رسد. برای مقایسه، نیوهورایزنز نه سال طول کشید تا به پلوتو برسد. در حال حاضر، دانشمندان به بررسی داده‌های ارسالی توسط نیوهورایزنز ادامه می‌دهند تا رازهای فعالیت زمین‌شناختی این سیاره کوتوله را کشف کنند.
نتیجه‌گیری
چه بینش‌های جدیدی درباره فعالیت آتشفشانی یخی پلوتو در سال‌ها و دهه‌های آینده کشف خواهد شد؟ تنها زمان پاسخ این پرسش را خواهد داد، و این همان دلیلی است که ما علم را دنبال می‌کنیم!
