آيو ، أكثر قمر بركاني في النظام الشمسي
في هذه الصورة التي التقطها مسبار جاليليو ، يمكننا أن نرى بوضوح عمودًا بركانيًا يرتفع من سطح آيو ، ثالث أكبر قمر للمشتري والأكثر نشاطًا جيولوجيًا في نظامنا الشمسي.
يشير تقرير جديد ضخم من قمر المشتري Io إلى أن هذا العالم المتفجر أغرب مما كان يُعتقد سابقًا.
منذ حوالي أربعين عامًا ، عبر مسبار فوييجر 1 مسار أحد أكبر أقمار المشتري وألقى الضوء على ظاهرة لا تصدق: هذا القمر الصخري المسمى آيو كان في الواقع بطلًا للبراكين وقدم على السطح أول براكين في ثوران الإنسان. أتيحت له الفرصة للإعجاب خارج الأرض. من بين مئات البراكين على آيو ، فإن حجم العديد منها أكبر بكثير من أكبر مدننا. تؤدي الانفجارات البركانية القوية في بعض الأحيان إلى ظهور أعمدة بركانية ذات أبعاد خارقة ، يصل ارتفاعها أحيانًا إلى 480 كم .
يقوم العلماء الآن برفع الغطاء عن أكثر من خمس سنوات من الصور المأخوذة من قمة بركان هاواي والتي ساعدتهم على إعادة إنشاء الأطلس الأكثر تفصيلاً لهذا القمر الغامض. يُظهر عملهم ، الذي نُشر في مجلة The Astronomical Journal ، المدى الذي وصلوا إليه منذ الصور المحببة لأعمدة Io البركانية التي التقطتها Voyager.
يؤكد البحث الذي أجروه أيضًا أن Io هو نجم غريب وغريب جدًا ويصعب شرحه أكثر مما تجرأ أي شخص على تخيله. يبدو أن البراكين في المكان الخطأ ، ويبدو أن الانفجارات الأكثر إشراقًا محصورة في نصف كرة واحد ، و Loki Patera ، فوهة بركانية مليئة بالحمم البركانية تبلغ مساحتها أكثر من 20000 كيلومتر مربع ، ترفض رفضًا قاطعًا ثني القواعد.
من المؤكد أن البيانات الجديدة مليئة بالألغاز ، لكنها مع ذلك "هدية لمجتمع علوم الكواكب" ، كما يشير آشلي ديفيز ، المؤلف المشارك للدراسة وعالم البراكين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. بعد كل شيء ، فإن هذه الانفجارات البركانية الوفيرة والجيوكيميائية البدائية تشبه تلك التي ضربت ذات يوم سطح كوكبنا ؛ لذا فإن النظر إلى آيو اليوم هو وسيلة لفهم الانفجارات الهائلة التي حدثت هنا على مدى 500 مليون سنة الماضية.
ويخلص ديفيز إلى القول: "إنها نافذة على ماضي الأرض".
كرة متزامنة
على عكس القمم والخنادق البركانية على الأرض ، فإن النشاط البركاني على آيو لا يتغذى من البقع الساخنة المحتملة المحاصرة أثناء تكوينها ، ولا بسبب اضمحلال المركبات المشعة بشكل طبيعي الموجودة في صخورها. إنها ثمرة تلاعباته المدارية.
آيو هو أحد الأقمار الصناعية الأربعة في جاليليو لكوكب المشتري جنبًا إلى جنب مع جانيميد ويوروبا وكاليستو. هذه الأقمار الكبيرة التي اكتشفها جاليليو جاليلي عام 1610 كلها مرئية من الأرض باستخدام تلسكوب صغير. اتضح أنه مع كل ثورة في Ganymede حول المشتري ، يدور Io أربع مرات ومع كل ثورة في أوروبا ، يدور Io مرتين. تُدعى هذه الظاهرة بالرنين المداري وبالأخص رنين لابلاس في نسب أقمار جاليليو لكوكب المشتري تدفع Io إلى تبني مدار بيضاوي أكثر مما يمكن أن تفعله بخلاف ذلك ، وتتسبب قاطرات الجاذبية بين الأقمار الصناعية في انحسار وتدفق السطح الصلب لـ Io ، مع اختلافات تصل إلى 100 م.
بالاقتران مع قوة الجاذبية التي يمارسها كوكب المشتري ، يولد هذا الباليه المداري حرارة كبيرة داخل Io من خلال الاحتكاك ، وبالتالي ينتج حجمًا لا يصدق من الصهارة ، والتي تنبأت بها ورقة نُشرت في عام 1979 قبل أن يتمكن أي شخص حتى من وضع العيون على الأعمدة البركانية المتصاعدة من على سطح القمر الصناعي.
كم عدد الأقمار التي تمتلكها كواكب المجموعة الشمسية؟combien de lunes possèdent les planètes du système solaire ?
بسبب البراكين الغريبة ، تعاني آيو من التطرف المخيف. الغلاف الجوي غير المستقر وقصير العمر ليس سميكًا بدرجة كافية للاحتفاظ بالحرارة ، لذا فإن متوسط درجة حرارة السطح هو -130 درجة مئوية. على العكس من ذلك ، يمكن أن تصل بعض تدفقات الحمم البركانية إلى 1650 درجة مئوية ، وهو أمر غير مسبوق على الأرض.
على الرغم من أن عمر آيو يبلغ 4.5 مليار سنة ، إلا أن إنتاجه الهائل من الحمم البركانية يشير إلى أن سطحه لا يزيد عن مليون سنة ، كما يضيف ألفريد ماكوين ، عالم جيولوجيا الكواكب في جامعة أريزونا. غالبًا ما تتخذ البراكين شكل القدور المنحوتة في القشرة المعروفة باسم باتيرا. في بعض الأحيان يتمكنون من احتواء تدفقات الحمم البركانية الخاصة بهم ولكن في أوقات أخرى ينتشرون ومن وقت لآخر ، تنفجر هذه الباتيرا من خلال إسقاط محتوياتها على مسافة جيدة.
إله الجوكر
مع وجود الكثير من الألغاز البركانية التي يجب كشفها ، تحولت الكاتبة الرئيسية للدراسة وعالمة الكواكب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، كاثرين دي كلير ، إلى مراصد كيك وجيميني فوق بركان ماونا كيا في الجزيرة الكبيرة في هاواي على أمل أن تكون قادرة على الدراسة في أصغر تفاصيلها تطور سلوك Io. نظرًا لارتفاع الطلب على الوصول إلى هذه التلسكوبات ، كان عليها في بعض الأحيان تقليل مواعيدها مع Io إلى جلسات مدتها 20 دقيقة ، ولكن بعد خمس سنوات ، مكّنها تراكم هذه المقابلات القصيرة من تكوين قدر كبير من البيانات.
كالعادة ، فرض Loki Patera نفسه على مقدمة المسرح. أقوى وأكثر ديمومة من أي من منافسيها على Io ، فإن Loki Patera مسؤولة عن 10 ٪ من الحرارة المنبعثة من القمر. يبدو أن ارتباط البيانات القديمة بهذه الملاحظات الأخيرة يُظهر أن البركان ينشط ويموت كل 460 إلى 480 يومًا ، وهو ما يتوافق وفقًا لدي كلير مع التغيرات المتكررة التي تحدث في شكل مدار يو.
هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد هذا الاتجاه ، وفي هذا الوقت ليس من الواضح ما إذا كانت البراكين الأيونية الأقل قوة تتبع دورة مماثلة. وفقًا لماكيوين ، يعد هذا افتراضًا معقولًا لأن سطوع الأعمدة المتصاعدة من القطب الجنوبي للقمر الجليدي إنسيلادوس يتقلب أيضًا مع مداره حول زحل.
ومع ذلك ، يفضل دي كلير أن يظل حذرًا نظرًا لميل Loki Patera المزعج إلى تناقض جميع المقالات المكتوبة عن سلوكه بعد فترة وجيزة من النشر.
في الواقع ، منذ أكثر من عام بقليل ، استخدم فريق بقيادة العالمة في معهد علوم الكواكب جولي راثبون دورة Loki Patera الساطعة والمظلمة للتنبؤ بالثوران التالي.حتى مايو 2018 ، وكانت على حق. بناءً على هذا الزخم ، توقع الباحثون أنفسهم ثورانًا في سبتمبر من هذا العام ؛ ما كانت خيبة أملهم عندما وصل النشاط البركاني لـ Loki Patera في يوليو إلى ذروته قبل أن يغرق مرة أخرى في الصمت بعد بضعة أيام ، متحدًا مرة أخرى كل التوقعات.
"علينا بالتأكيد التوقف عن تسمية الأشكال الأرضية بعد الآلهة المخادعة! نكت راثبون.
يُعتقد أن دورة ضوء Loki Patera يمكن أن تتأثر بتجديد بحيرة الحمم البركانية. عندما تبرد أجزاء من بحيرة الحمم البركانية التابعة للقمر الصناعي ، فإنها تغرق تحت السطح ويمكن أن تؤدي إلى سلسلة من الموجات التدريجية الكبيرة التي يمكن رؤيتها على السطح. لسوء الحظ ، كما يشير ديفيز ، من الصعب جدًا الحصول على إجابات مرضية تقارن Loki بحيرات الحمم البركانية الموجودة حاليًا على الأرض لأن الاختلاف في الحجم هو أن مجرد توسيع نطاق ميكانيكا الأرض ليس كافيًا.
أسئلة مشتعلة
يبدو أن البيانات تؤكد أيضًا لغزًا أيونيًا آخر: فالشعلات الأكثر سطوعًا لها احتكار في نصف الكرة الأرضية التي تحولت بشكل دائم نحو كوكب المشتري. لا أحد يستطيع حقًا تفسير هذا التحيز البركاني في الوقت الحالي ، كما يصفه دي كلير بأنه "غامض تمامًا في هذه المرحلة. »
أيضًا ، يبدو أن البراكين نفسها لم تستقر حيث تدعي جميع النماذج أنها يجب أن تكون. بناءً على المناطق الداخلية للقمر الصناعي التي يتم تسخينها بواسطة قوى الجاذبية ، تقدر النماذج أن البراكين يجب أن تتركز بالقرب من القطبين أو خط الاستواء. ومع ذلك ، تظهر الملاحظات أن المواقع الفعلية لبراكين آيو لا تتطابق مع أي نمط رئيسي من الاحترار.
يتم تحريك المناقشات أيضًا حول جانب السطح السفلي الجهنمي للقمر الصناعي. في التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين ، قدم المسبار الفضائي جاليليو للخبراء أدلة تشير إلى وجود محيط هائل من الصهارة الكامنة تحت السطح . ومع ذلك ، فليس من المستحيل أن يكون هذا المحيط الضخم في الواقع عبارة عن عدة جيوب من الصهارة أو حتى طبقة إسفنجية واحدة مغموسة في السوائل .
هناك أيضًا مشاعل متفجرة على Io قوية جدًا لدرجة أن واحدة منها فقط قادرة على مضاعفة سطوع القمر الصناعي. في عام 2013 ، لاحظ دي كلير ثلاثة من هذه الانفجارات في غضون أسبوعين ، ومنذ ذلك الحين ، على الرغم من السنوات الخمس التي قضاها في فحص هذا القمر ، لا شيء. وعلقت قائلة: "إنه أمر غريب". "أين ذهبوا؟ »
رؤية جديدة
في حين أنه قد يبدو أن هذه الدراسة الجديدة تجلب أسئلة أكثر من الإجابات ، إلا أن العمل يلقي الضوء على الطرق المختلفة التي يمكن أن يساعد بها فهم أعمق لـ Io في كشف بعض الألغاز حول الأرض والأجسام الأخرى النشطة جيولوجيًا.
يوضح ماكيوين: "قصة علم البراكين هي هذه ، ترى رواسب قديمة دون فهمها حقًا". "ثم نرى ثورانًا ثم نحب ، آه ، الآن أفهمها. حسنًا ، بالمثل ، يمكن أن تساعدنا مراقبة الانفجارات على Io في تجميع تاريخ الانفجارات على كوكبنا. وهذا ، على وجه الخصوص بالنسبة إلى Trapps في سيبيريا التي من المحتمل أن تكون انفجاراتها البركانية الطويلة والقوية قد تسببت في انقراض جماعي مهم عرفته الأرض.
يمكن أن يساعد فهم تأثيرات مصدر حرارة آيو في إلقاء الضوء على القوى المؤثرة في أعماق العوالم المائية مثل إنسيلادوس. هناك ، ربما تسببت قوى الاحتكاك المد والجزر المماثلة ، بسبب تأثير الظروف الحرارية الأرضية ، في ظهور محيط سائل تحت القشرة الجليدية للقمر الصناعي زحل. محيط يمكن أن يستضيف الحياة.
تختتم ليندا مورابيتو ، التي كانت أول من اكتشف النشاط البركاني على آيو أثناء العمل في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في عام 1979: "لقد غير آيو رؤيتنا لمستقبل الاستكشاف وأعاد تحديد توقعاتنا". ويأمل وزملاؤه أن يرسلوا يومًا ما مسبارًا فضائيًا للدوران حول آيو ، وهو حدث يمكن اعتباره الاعتراف النهائي بهذه الملاحظات الرائدة ، المصنوعة من الأرض من منارة نظامنا الشمسي.
المصدر:مواقع ألكترونية