قمر مشتری، آیو، مانند جوجه تیغی پر از آتشفشانها، فعالترین جهان از نظر آتشفشانی در منظومه شمسی است. در هر زمان، حدود ۱۵۰ آتشفشان از ۴۰۰ آتشفشان فعال در Io در حال فوران هستند. دائماً گدازه و گاز به بیرون می ریزد. یک کارخانه واقعی از فضولات آتشفشانی.
و به لطف تصویربرداری کاوشگر جونو (JIRAM) از مشتری و محیط اطراف آن، ما اکنون چیزهای بیشتری در مورد آشفتگی فوقالعاده داغ Io میدانیم.
الساندرو مورا اخترفیزیکدان از موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا می گوید.: وضوح مکانی بالای تصاویر از مادون قرمز JIRAM، همراه با موقعیت مطلوب جونو در طول پرواز، نشان داد که کل سطح آیو توسط دریاچههای گدازهای پوشیده شده است که دارای ویژگیهایی شبیه به کالدرا هستند.
‘در منطقه ای از سطح Io که ما کامل ترین داده ها را در اختیار داریم، تخمین می زنیم که حدود ۳ درصد از آن توسط یکی از این دریاچه های گدازه مذاب پوشیده شده است.’
آیو قربانی یک بازی پیچیده طناب کشی گرانشی است. مدار آن به دور مشتری کاملاً دایره ای نیست، به این معنی که جاذبه بین ماه و سیاره در طول زمان تغییر می کند. علاوه بر این، سایر قمرهای گالیله ای مشتری – کالیستو، اروپا و گانیمد – جرم کافی برای اعمال تأثیر گرانشی خود بر روی آیو دارند.
نتیجه این همه تأثیر گرانشی متناقض، فشار بر درون آیو است، که گرمایی ایجاد می کند که به شکل آتشفشان فوران می کند. ماه کوچولو یک سیب زمینی داغ است.
در حالی که ما درک نسبتاً خوبی از پویایی هایی داریم که درون آیو را فشرده و کشیده می کنند، و تأثیر همه اینها بر محیط گسترده تر اطراف مشتری و خود سیاره گازی غول پیکر، چیزهای زیادی وجود دارد که نمی دانیم چگونه آتشفشان در سطح آیو ظاهر می شود.
این، خوشبختانه، تحت اختیار جونو قرار گرفت. همانطور که کاوشگر فضای Jovian را کاوش می کند، پرواز برخی از قمرها را انجام می دهد و از ابزارهای خود برای جمع آوری داده ها از نزدیک تر و شخصی تر از آنچه تاکنون به دست آورده ایم استفاده می کند. اخیراً کاوشگر یک سری پروازهای بسیار نزدیک از Io انجام داد که ماه گوگردی را با جزئیات شگفت انگیز آشکار کرد.
ما تودههای فورانهای آتشفشانی واقعی و دریاچههای گدازهای را دیدهایم که روی سطح میدرخشند. اکنون، دانشمندان برخی از این دادهها، بهویژه مشاهدات فروسرخ گرفتهشده توسط JIRAM را که نشانههای گرما را در سطح Io نشان میدهد، تجزیه و تحلیل کردهاند.
از این رو، دانشمندان توانستند دریاچههای گدازهای را مشاهده کنند که از حلقهای از گدازههای مایع تشکیل شده است که در لبهها میچرخد،با یک پوسته سخت در مرکز دریاچه مذاب،و تشکیل دیواره های بلند دریاچه در اطراف پاترای کاسه ای شکل که گدازه ها در آن جمع می شوند. این در نهایت غالب ترین شکل آتشفشانی را در Io نشان می دهد.
مورا میگوید: «ما اکنون ایدهای داریم که شایعترین نوع آتشفشان در آیو چیست: دریاچههای عظیم گدازهای که ماگما در آن بالا و پایین میرود.
پوسته گدازهای مجبور میشود در برابر دیوارههای دریاچه بشکند و حلقههای گدازهای معمولی را که در دریاچههای گدازه هاوایی دیده میشود، تشکیل میدهد. دیوارهها احتمالاً صدها متر ارتفاع دارند، که توضیح میدهد که چرا ماگما معمولاً از پاترهها بیرون میریزد و در سراسر سطح ماه حرکت میکند.’
این نشان می دهد که گدازه از مخزن ماگمایی زیر سطح وارد پاترا می شود و به همان روش تخلیه می شود و باعث بالا آمدن و سقوط دریاچه ها می شود. پوسته مرکزی در حین حرکت به سمت بالا و پایین به طرفین دریاچه ساییده می شود و لبه ها را می شکند و در نتیجه حلقه ای از گدازه در اطراف محیط دریاچه ایجاد می شود.
احتمال دیگر این است که لبههای پوسته سنگین شده و در زیر گدازه فرو میروند و یک بار دیگر به یک حلقه تبدیل میشوند.
اسکات بولتون، محقق اصلی جونو از موسسه تحقیقاتی جنوب غربی در ایالات متحده، میگوید: «مشاهدات اطلاعات جدید و جذابی را در مورد فرآیندهای آتشفشانی آیو نشان میدهند.
ترکیب این نتایج جدید با کمپین طولانیمدت جونو برای نظارت و نقشهبرداری از آتشفشانها در قطبهای شمالی و جنوبی که قبلاً دیده نشدهاند، JIRAM تبدیل به یکی از با ارزشترین ابزار برای یادگیری نحوه عملکرد این دنیای شکنجهشده است.
این تحقیق در Nature Communications منتشر شده است.