IO的火山不在科学家预期的地方

这是Jupiter及其火山月亮IO的新视野图像的蒙太奇，在宇宙飞船的木星飞行于2007年初。该形象显示了IO夜间进展的主要爆发，北北北VolcanoGvashtar。白炽灯泡沫在330公里（205英里高）的火山上下方发出红色，其最大部分由阳光照亮。由于羽流中的小颗粒散射光，羽毛出现蓝色。

美国宇航局和欧洲航天局的科学家认为IO上的火山活动从他们预期的数据基于支持普遍存在的热量在近距离产生的数据。

木星的月亮IO是太阳系中最山的最活跃的世界，有数百个火山，一些爆发熔岩喷泉高达250英里。然而，根据美国宇航局和欧洲航天局研究人员，对预期基于预测月亮内部被加热的模型的模型，火山活性的浓度显着取代。

从木星的大规模重力和较小但精确定时的两个邻近的卫星从木星 - Europa和Ganymede进一步逐渐陷入困境的巨大而精确定时拉动。io轨道比这些其他卫星快，每次完成两个轨道，每次完成一个，每个轨道为每一个Ganymede都制作。这种规则的定时意味着IO在同一轨道位置的邻近的卫星中感觉最强的引力，这将IO的轨道陷入椭圆形的形状。这反过来导致IO在Jupiter周围移动时弯曲。

例如，随着IO更接近木星，巨大的星球强大的重力将月亮变向它，然后，随着IO的移动更远，重力拉动减少，月亮放松。从重力屈服导致潮汐加热 - 以相同的方式通过反复弯曲它可以在电线涂层悬挂器上加热斑点，弯曲在IO的内部产生摩擦，从而产生巨大的热量，为月球的极端火山提供动力。

来自美国国家航空航天局的新的Horizo​​Re Mission的这种五帧图像序列捕获了IO的TVashtar火山的巨型羽毛。被探针的长距离侦察成像仪（Lorri）捕获，因为航天器在2007年飞过木星，这是一个IO羽流的第一部电影显然在火山碎片云上显示了330公里（205英里）在月球上方延伸表面。从这个有利位置只能看到羽流的上部。羽毛的来源是130公里（80英里）在IO盘的边缘下方，在月球的远侧。由于另外两座火山羽毛也可以从IO磁盘的边缘可见，因此强调了IO的多动性质：Masubi在7点钟的位置，以及一个非常淡淡的羽流，可能在10点钟位置的火山。木星照亮IO的夜间，磁盘上可见的最突出的功能是火山Loki的黑色马蹄形形状，可能是一个巨大的熔岩湖。Boosaule Mons（11英里）是Io（11英里）的最高山，也是太阳系中最高的山脉之一，右侧圆盘边缘上方戳。在8分钟的跨度下获得了五种图像，在2007年3月1日的23:50至23:58之间的帧之间有两分钟。IO距新视野为380万公里（240万英里）。

问题仍然是这种潮热如何影响月球内部的问题。有些建议它加热了深入的内部，但是普遍的观点是大多数加热在地壳下的相对较浅的层内发生，称为哮喘圈。哮喘圈是岩石的表现在腻子中，在热量和压力下慢慢变形。

“我们的分析支持大多数热量在哮喘圈产生的主要视图，但我们发现火山活动从我们预期的地方30到60度，”马里兰大学克里斯托弗·汉密尔顿（Charach）的大学，学院大学公园。汉密尔顿驻马里兰州Greenbelt驻Gensa的Goddard Space Flight Centre是一篇关于这项研究的领先作者，关于该研究发表在地球和行星科学信中。

这是从不同的潮汐加热模型的IO表面处的预测热流的地图。红色区域是在表面上预期更多热量的热量，而蓝色区域是预期的较少的位置。图A显示了如果主要在深色地幔内发生潮热，则在IO的表面发生，并且P b是预期的，如果加热主要发生在近似岩石内，则PS的预期分布是预期的。在深层地幔场景中，表面热流主要在杆处浓缩，而在近距离的热量方案中，表面热流浓缩距离赤道附近。

汉密尔顿和他的团队使用由亚利桑那州立大学大卫威廉姆斯，坦佩，阿里兹的大卫威廉姆斯制作的新全球地质地图进行了空间分析。以及他的同事使用来自美国宇航局航天器的数据。该地图提供了迄今为止的IO火山最全面的库存，从而能够以前所未有的细节探索火山的模式。假设火山位于最多内部加热发生的情况下，该团队通过将观察到的火山活动的位置与预测的潮热模式进行比较来测试一系列内部模型。

“我们对IO新全球地质地图的火山分布进行了第一次严格的统计分析，”汉密尔顿说。“我们发现观察和预测的火山位置之间的系统向东抵消，不能与任何现有的固体潮热模型与任何现有的固体潮热模型进行调和。”

解释偏移的可能性包括对IO的预期旋转的速度快，内部结构允许岩浆从最大部分加热发生在地面上的点或现有潮热中的缺失的部件时，磁性旋转根据团队的说法，模型，如来自地下岩浆海洋的流体潮汐。

NASA伽利略任务的磁力计仪器检测到IO周围的磁场，表明存在全球地下岩浆海洋。作为io轨道jupiter，它在地球的巨大磁场内移动。研究人员认为，如果它有一个导电岩浆的全球海洋，这可能会在IO中诱导磁场。

“我们的分析支持全球地下岩浆海洋场景，因为预测和观察到的Volcano在IO上的抵消的可能解释，”汉密尔顿说。“然而，IO的岩浆海洋不会像地球上的海洋。IO的岩浆海洋而不是完全流体层，IO的岩浆海洋可能更像是一个海绵，在缓慢变形的岩石中至少有20％的硅酸盐熔体。“

潮热也被认为负责液体水的海洋，可能存在于欧罗巴和土星月球群的冰冷的外壳下面。由于液态水是生命的必要成分，因此一些研究人员提出了如果也存在可用的能源和原材料供应，则在这些地下海洋中可能存在。这些世界太冷了，无法在其表面上支持液态水，因此更好地了解潮热工程如何如何揭示如何在整个宇宙中犹豫不决的地方居住。

“火山地点的意外东地抵消是我们对我对IO的理解失踪的线索，”汉密尔顿说。“在某种程度上，这是我们最重要的结果。我们对潮热生产的理解及其与表面火山的关系是不完整的。为什么我们观察到我们观察到的偏移和其​​他统计模式的解释是开放的，但我认为我们已经启用了很多新的问题，这很好。“

IO的火山主义是如此广泛的是，它每百万年左右完全重新锻造一次，实际上相比，与太阳系45亿年龄相比，实际上非常快。因此，根据汉密尔顿的说法，为了了解更多关于IO的过去，我们必须更好地了解其内部结构，因为它的表面太小，无法记录其完整历史。

这是2007年3月2日的IO和Europa的综合图像，新的Horizo​​ne SpaceCraft。在这里，IO（顶部）将其展示凭借其美丽的火山活动显示。三个火山羽毛可见。在IO的磁盘上的11点钟位置，最具显着的是来自TVashtar火山的巨大300公里（190英里）的高羽毛。两个更小的羽毛也可见：从火山普罗米修斯，在IO磁盘边缘的9点钟位置，以及从普罗米修斯和普罗米特斯之间看到的Volcano Amirani，沿着Io的终结者（挂在一起的一天和夜晚） 。TVashtar Plume出现蓝色，因为通过火山喷射的微小灰尘颗粒散射，类似于烟雾的蓝色外观。此外，在TVashtar Plume的来源，可以看到热熔熔岩的对比红色发光。这张照片从IO和380万公里（240万英里）的范围从460万公里（280万英里）占用。虽然卫星在这种观点中似乎很紧密，但是790,000公里（490,000英里）的海湾将它们分开。IO的夜间被木星反射的光线点亮，距右边的框架。欧罗巴的夜间是黑暗的，与IO相反，因为这边的欧洲面向木星。

该研究由NASA，NASA博士后计划提供资金，由橡木岭相关大学和欧洲航天局管理。

出版物：Christopher W. Hamilton等，等，“IO上的火山空间分布：对潮汐加热和岩浆的影响，“地球和行星科学信件，第361卷，2013年1月1日，第272-286页; DOI：10.1016 / J.EPSL.2012.10.032

研究报告的PDF副本：IO上火山的空间分布：对潮汐加热和岩浆上升的影响

图片：NASA / Johns Hopkins大学应用物理实验室/西南研究所/戈达德太空飞行中心; NASA / Johns Hopkins大学应用物理实验室/西南研究所;美国宇航局/克里斯托弗汉密尔顿; NASA / Johns Hopkins大学应用物理实验室/西南研究所