إلقاء نظرة فاحصة على البراكين غريبة

مركبة من كوكب المشتري والقمر البركاني Io الذي التقطته المركبة الفضائية نيوهورايزن - في طريقها إلى بلوتو - في أوائل عام 2007. لاحظ العمود البركاني فوق سطح إيو المظلمة. الصورة عبر وكالة ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد أبحاث ساوث ويست / مركز جودارد لرحلات الفضاء / كوزموس.

عندما نسمع عن البراكين ، فإننا نميل بشكل طبيعي إلى التفكير في بعض من أشهر هذه الأرض ، بما في ذلك البراكين في هاواي ، أو كراكاتوا أو ماونت سانت هيلينز. الأرض هي مكان نشط جدا البركانية. ومع ذلك ، فإنه ليس الأكثر نشاطًا في النظام الشمسي. من شأنه أن يكون كوكب المشتري القمر Io.

لقد تعلمنا على الأرض لأول مرة عن براكين Io منذ ما يقرب من 40 عامًا ، عندما حلقت مركبة الفضاء Voyager 1 التابعة لناسا عبر قمر جوفيان. الآن ، أكمل العلماء تقريرًا شاملاً جديدًا راجعه الأقران حول براكين إيو ، الذي نُشر لأول مرة في مجلة الفيزياء الفلكية في 21 يونيو 2019 ، استنادًا إلى الملاحظات الأرضية. يغطي التقرير خمس سنوات من الملاحظات من 2013-2018 ، باستخدام أجهزة متطورة على مقاريب Keck و Gemini.

لقد كان العلماء يعرفون بالفعل مدى نشاط Io البركاني. ينقسم سطحه بمئات البراكين النشطة ، على الرغم من صغر حجم هذا القمر وموقعه في مدار كوكب المشتري ، بعيدًا عن الشمس كثيرًا عن الأرض ، في جزء أكثر برودة من النظام الشمسي. تظهر الدراسة الجديدة ، مرة أخرى ، أن Io يندلع باستمرار بشكل مستمر ، كما أنه يكشف عن بعض الأسرار الجديدة. بمعنى آخر ، بعد 40 عامًا تقريبًا من اكتشاف فوياجر 1 الهام ، لا تتصرف براكين أيو تمامًا كما توقع العلماء.

على سبيل المثال ، هناك براكين في الأماكن "الخاطئة" ، حيث تقتصر معظم الانفجارات على نصف كرة منفرد على Io. ولوكي باتيرا - كالديرا مساحتها 8100 ميل مربع مليئة بالحمم البركانية وبركان إيو الأكثر نشاطًا - هي لغز في حد ذاته.

حصلت مركبة الفضاء غاليليو التابعة لناسا على هذه النظرة إلى آيو في 19 سبتمبر 1997 ، على مدى أكثر من 310،000 ميل (500،000 كم). في هذه الصورة ، تظهر رواسب ثاني أكسيد الكبريت الصقيع باللونين الأبيض والرمادي ، في حين أن درجات اللون الأصفر والبني قد تكون بسبب مواد كبريتية أخرى. المواد الحمراء الساطعة والبقع الداكنة مع مناطق علامة سطوع منخفضة من النشاط البركاني الأخيرة وعادة ما ترتبط مع ارتفاع درجات الحرارة وتغيرات السطح. الصورة عبر وكالة ناسا / مختبر الدفع النفاث / جامعة أريزونا / Sci-News.com.

بركان ثوران على Io ، كما تراه مركبة الفضاء Galileo التابعة لناسا في نوفمبر 1997. الصورة عبر NASA / JPL / University of Arizona / NASA Science | Solar System Exploration.

يُعتقد أيضًا أن أنواع الانفجارات التي تحدث الآن في Io تشبه تلك الموجودة على الأرض عندما كانت أصغر سنا. وكما قال آشلي ديفيز ، عالِم براكين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا:

إنها نافذة إلى ماضي الأرض.

يُظهر Loki Patera ، مصدر 10 في المائة من ناتج حرارة Io ، نمطًا غريبًا من الإشراق والاعتام. تم العثور على هذا النمط من خلال الجمع بين البيانات القديمة والجديدة ، ويتكرر كل 460-480 يومًا ، وهو ما يتوافق مع الاختلافات المتكررة في مدار الإهليلجي. لكن النمط ليس ثابتًا دائمًا. تم التنبؤ بحدوث ثوران في مايو 2018 ، وحدث ذلك ، ولكن بعد ذلك توقع العلماء ثورانًا كبيرًا آخر في شهر سبتمبر من هذا العام ، وجاء في وقت مبكر ، في أوائل يوليو ، وانتهى بعد بضعة أيام فقط. كما لاحظت جولي راثبون ، عالمة بمعهد علوم الكواكب:

نحن بحاجة إلى التوقف عن تسمية الميزات بعد الآلهة المحتال!

العلماء ليسوا متأكدين بعد من السبب الذي يجعل Loki Patera يضيء ويخفف من تأثيره ، ولكن قد يكون له علاقة ببحيرة حمم قريبة تتجدد. عندما تبرد أجزاء من بحيرة الحمم البركانية ، فإنها تغرق تحت السطح ، مما قد يؤدي إلى ظهور نمط موجة تدريجي كاسح يظهر على السطح. واو ... نعم؟

لغز آخر هو السبب في أن الانفجارات الأكبر تميل إلى الحدوث في نصف الكرة المتحرك لـ Io ، حيث تدور حول كوكب المشتري. لماذا هذا التباين؟

Io أكبر قليلاً من قمرنا وأوروبا. الصورة عبر بنديل جاليليو.

أيضا ، تنبأت نماذج الكمبيوتر أن البراكين Io يجب أن تتركز إما بالقرب من القطبين أو بالقرب من خط الاستواء. ولكن هذا ليس ما نراه ، وبالتالي هناك عدم تطابق غير مفسر.

لا يزال العلماء أيضًا لا يعرفون ما هو شكل سطح الأرض تحت سطح الأرض. لقد تم الافتراض بأن هناك محيطًا صغيراً من الصهارة ، ولكن قد يكون هناك بالفعل جيوب من الصهارة بدلاً من ذلك ، أو حتى طبقة إسفنجية مملوءة بالسوائل.

يمكن أيضًا أن تكون ثوران البراكين قوية جدًا ، حيث يتسبب انفجار واحد في بعض الأحيان في زيادة سطوع القمر. لكن هذا بحد ذاته لغز آخر. شاهدت كاثرين دي كلاير ، عالمة بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، ثلاثة منهم في أسبوعين فقط في عام 2013 ، ولكن بعد ذلك لم يحدث أي شيء خلال السنوات الخمس التالية:

هذا غريب. أين هم؟

إن غرابة براكين إيو هي فرصة ليس فقط لفهم قمر جوفيان نفسه بشكل أفضل ، ولكن أيضًا البراكين في أجسام أخرى في النظام الشمسي ، بما في ذلك الأرض. كما أشار ألفريد ماكوين ، عالم الجيولوجيا الكوكبية في جامعة أريزونا ، إلى:

تاريخ البراكين هو أنك تنظر إلى الرواسب القديمة وأنت في حيرة. ثم تندلع ، ثم تذهب ، آه ، ها أنا الآن أفهم.

لوحة من صور المنطقة القطبية الجنوبية لأيو ، من فوياجر 1. الصورة عبر ناسا / مختبر الدفع النفاث / هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية / الكون اليوم.

بما أن Io تندلع باستمرار ، فإن سطحه مغطى بحمم الكبريت التي تتدفق من جديد وقديم ، مما يمنحها مظهرًا ملونًا ومزينًا. لا يزيد عمر هذا السطح عن مليونين عام على الأكثر في أي وقت ، على الرغم من أن عمر Io نفسه يبلغ حوالي 4.5 مليار عام. لقد تم وصف القمر بأنه يتحول بشكل أساسي من الداخل إلى الخارج بشكل مستمر ، وذلك بفضل قوة الجاذبية القوية لكوكب المشتري في الداخل. يمكن أن تصل تدفقات الحمم البركانية إلى 3000 درجة فهرنهايت (1650 درجة مئوية) في درجة الحرارة ، على الرغم من أن درجة حرارة السطح في المتوسط ​​هي -202 درجة فهرنهايت (-130 درجة مئوية). هذا لأن Io لا يوجد لديه فعليًا أي جو لفخ الحرارة ، تمامًا مثل قمرنا.

قد تذكرنا براكين Io بالأرض ، لكن يبدو أنها "ترقص وفقًا لحنها" كما كانت ، تتصرف بطرق غير متوقعة ومحيرة. Io مكان غريب جدا وغريبة.

خلاصة القول: ليس فقط Io الجسم الأكثر نشاطا في النظام الشمسي ، بل البراكين أيضا بعض من أكثر غير عادية. يسلط هذا التقرير الجديد الضوء على أكثر أسرار Io المحيرة.

المصدر: نشاط إيو البركاني من رصدات البصريات التكيفية للمجال الزمني: 2013-2018

عبر ناشيونال جيوغرافيك