Seitdem die Voyager-Mission Bilder von Jupiters Mond Io zurückgeschickt hat, der Material in den Weltraum spuckt, haben wir nach und nach ein klareres Bild der vulkanischen Aktivität von Io gewonnen. Langsam wird klar, dass Io, der etwas kleiner als Merkur ist, der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem ist, und all diese Aktivität wird durch den Gravitationsdruck von Jupiter und seinen drei anderen Riesenmonden angetrieben. Es gibt so viel vulkanische Aktivität, dass seine Oberfläche vollständig umgeformt wurde und keine Anzeichen von Meteoritenkratern aufweist.
Einige weitere Details zu seiner Gewalttätigkeit wurden diese Woche bekannt, als neue Bilder von Mondmerkmalen veröffentlicht wurden, darunter eine Insel in einem Lavasee, aufgenommen von der Raumsonde Juno. Mittlerweile haben bodengestützte Teleskopaufnahmen einige Hinweise darauf geliefert, dass diese vulkanische Aktivität Io fast seit seiner Entstehung umgestaltet hat.
Feurige und glasige Seen
Die Juno-Raumschiff Die Mission konzentriert sich hauptsächlich auf die Erforschung des Jupiter, einschließlich der Dynamik seiner Stürme und seiner inneren Zusammensetzung. Aber viele seiner Umlaufbahnen umgingen Io direkt, und diese Woche veröffentlichte JPL es Einige der besten Fotos Von diesen Flügen. Sie beinhalten Gedreht von Luki Patera, ein Lavasee mit einer Insel darin. Ebenfalls zu sehen: die steilen Klippen von Ios Steeple Mountain.
Bei einer genauen Untersuchung des Sees stellte das Juno-Team fest, dass einige Bereiche darin unglaublich glatt waren, was die Möglichkeit erhöhte, dass sich Obsidian auf der Oberfläche bildete, als dieser ausreichend abkühlte, um sich zu verfestigen. Angesichts des Ausmaßes der vulkanischen Aktivität auf Io könnte diese weiter verbreitet sein als auf Loki Patera.
Vulkanasche würde ebenfalls eine relativ glatte Oberfläche erzeugen und wäre wahrscheinlich häufiger anzutreffen, hätte aber deutlich andere Reflexionseigenschaften.
Wie lange habe ich darauf gewartet, dass das so weitergeht?
Aber wir müssen keine Instrumente zum Jupiter schicken, um etwas über Io zu erfahren. Ein Team aus den Vereinigten Staaten sammelte Zeit am Atacama Large Millimeter Array (ALMA) und zeichnete damit die Emissionen von Atomen in der spärlichen Atmosphäre von Io auf. Durch die Kombination der Abbildungsleistung vieler über das Plateau verteilter kleiner Teleskope kann ALMA regionale Unterschiede in der Anwesenheit bestimmter Elemente in der Atmosphäre von Io erkennen und unterschiedliche Isotope dieser Elemente identifizieren.
Was können uns Isotope sagen? Alle Atome, die die obere Atmosphäre von Io erreichen, laufen Gefahr, im Weltraum verloren zu gehen. Aufgrund ihrer relativen Atomgewichte besteht bei schwereren Isotopen ein größeres Verlustpotenzial. Daher ist es möglich, das aktuelle Verhältnis der Elemente in der Atmosphäre mit dem erwarteten Verhältnis zu vergleichen, und wir können Rückschlüsse auf die Geschichte des Verlusts leichterer Isotope ziehen. Da das Material vor allem durch Vulkane in die Atmosphäre gelangt, verrät uns dies etwas über die Geschichte der Vulkane.
Das Forschungsteam konzentrierte sich auf zwei spezifische Elemente: Schwefel und Chlor. Schwefel enthält zwei häufig vorkommende nicht radioaktive Isotope: 32Sand 34S, Chlor, sein Nachbar im Periodensystem, hat… 35Essen und 37Cl. Es gibt Unterschiede im Verhältnis dieser Isotope in den Körpern des Sonnensystems, aber diese Unterschiede sind im Allgemeinen gering. Da wir glauben zu wissen, welche Art von Materie zur Entstehung von Io beigetragen hat, können wir uns auf die Proportionen konzentrieren, die in Objekten mit ähnlichem Ursprung gefunden werden.
Chlor gelangt durch Vulkane hauptsächlich in Form von Natrium- und Kaliumsalzen in die Atmosphäre. Diese haben eine sehr kurze Halbwertszeit, bevor sie durch Licht- und Strahlungseinwirkung abgebaut werden. ALMA-Daten deuteten darauf hin, dass diese beiden Chemikalien in lokalisierten Gebieten vorhanden waren, was wahrscheinlich aktiven Vulkanwolken entspricht. Die von Chlorisotopen gewonnenen Daten waren etwas verrauscht und wurden daher hauptsächlich zur Überprüfung der Integrität der von Schwefelisotopen gewonnenen Daten verwendet.
