Місяць Юпітера, Іо, не просто гаряча. Вона неймовірно, майже катастрофічно розпечена.
Раніше оцінювали її температуру як поверхневу діагностику. Інфрачервоні камери бачать лише поверхню – тонкий шар тепла, що йде в космічну порожнечу. Ми знали, що там є вулкани. Ми знали, що вона є активною. Але що відбувається під поверхнею? Це залишалося таємницею, прихованою магмою.
Тепер космічний апарат NASA “Джуно” змінив правила гри.
Використовуючи свій мікрохвильовий радіометр (MWR), зонд не просто виміряв тепло. Він «прислухався» до нього. Нові дані відкривають разючу картину: температура підскакує більш ніж на 20 ° Цельсія лише за кілька метрів від кори Іо.
Це вперше, коли людству вдалося заглянути під поверхню вулканічно активного тіла Сонячної системи.
Чому цей вимір важливий для приливного нагріву
Йо знаходиться в глибокій гравітаційній ямі Юпітера. Тяжіння гігантської планети безперервно розтягує і стискає місяць. Тертя. напруга. Тепло. Величезна кількість внутрішньої енергії генерується приливними силами.
Цей процес не просто джерело вулканізму. Це основний космічний двигун.
“Іо надає унікальне вікно для розуміння того, як працює приливний нагрівання по всьому Всесвіту”, – говорить доктор Скотт Болтон, головний дослідник місії Juno.
Болтон зазначає, що той самий механізм живить підповерхневі океани Європи та Ганімеда. Світів, які можуть ховати життя. Світів, які здавалися крижаними та далекими. Не розуміючи механізму передачі тепла всередині Іо, ми втрачаємо ключовий фрагмент головоломки фізики планет.
“До цього моменту ми могли лише спостерігати, як тепло виходить з надр до поверхні через виверження”, – зазначає Болтон. “Тепер ми можемо охарактеризувати цей рух”.
Читання мікрохвильових сигналів
Інструмент MWR не бачить світло. Він бачить радіохвилі. Довгі мікрохвилі можуть проникати через поверхневий шар твердих тіл. Вони відбиваються по-різному в залежності від того, що знаходиться під ними.
Коли Junon подивився на Іо, сигнали виявилися несподіваними.
На довгих хвилях поверхня здавалася гладкою. Але густина? Низька.
Верхній шар кори Іо не є монолітною скельною породою. Він скоріше нагадує вулканічний попіл чи пемзу. Пухкий, пористий та теплоізолюючий.
Саме цей шар низької щільності утримує тепло трохи глибше. Стрибок температури – понад 20 ° Цельсія всього за кілька метрів – вказує на сильне ендогенне нагрівання, замкнене у верхніх десятках метрів кори.
Дві гіпотези добре пояснюють ці дані.
По-перше,стеади висхідне тепло через провідну кору. Сама порода переносить тепло вгору, утворюючи градієнт.
По-друге, розрізнені ділянки тонкої кори, що лежать над лавою чи гарячими фумаролами. Ці ділянки можуть покривати близько 10% поверхні, працюючи як концентровані канали передачі тепла. Решта? Просто ізолюючий пил.
«Дивне відкриття можливості заглянути під поверхню кам’янистого місяця має важливі наслідки».
Наслідки для земних вулканів
Навіщо звертати увагу на місяць, що знаходиться за 400 мільйонів миль від нас?
Тому що вулкани на Землі працюють за схожими принципами. Рухається магма. Передається тепло. Зростає тиск.
Болтон припускає, що якщо ми направимо інструмент типу MWR на активний вулкан на Землі – наприклад, на Гаваях або в Ісландії – ми можемо побачити той самий підповерхневий температурний профіль. Різкий скель температур трохи нижче пухкої породи та попелу.
Це може надати нові, неінвазивні дані, як функціонують земні вулкани. Наскільки глибоко проникає тепло? Товста чи тонка кора у певних зонах? Чи можуть такі показання попередити про швидке виверження задовго до появи диму?
Це не наукова фантастика. Це прикладна планетна фізика.
Дані в контексті
Дослідження, проведене Шеннон Браун і опубліковане в Journal of Geophysical Research: Planets, ознаменує зрушення у підході до вивчення небесних тіл.
Раніше ми вважали, що для розуміння того, що знаходиться під землею, потрібні посадкові апарати. Ровери. Бури.
Тепер космічний апарат на орбіті газового гіганта може зазирнути під шкіру його сусідки. Мікрохвильовий радіометр діє як рентген. Йому не треба торкатися землі, щоби розповісти, що відбувається під нею.
Кора Іо пориста. Тепло замкнене. А поверхня? Це лише верхівка айсбергу. Або, точніше, верхівка вулкана.
Що станеться, коли ця тонка кірка просяде? Ми побачимо. Але вперше ми не гадаємо наосліп. Ми бачимо градієнт. Ми бачимо потік. І він гарячіший, ніж ми думали.
