我们太阳系的活火山

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作者: Laura McKinney
创建日期: 4 四月 2021
更新日期: 11 可能 2024
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木卫一“艾欧” 火山频发、熔岩遍地 太阳系中地质活动最强烈的星球
视频: 木卫一“艾欧” 火山频发、熔岩遍地 太阳系中地质活动最强烈的星球

内容


伊欧火山: 艾欧是木星的卫星,是我们太阳系中火山活动最活跃的物体。它有100多个活动火山中心,其中许多都有多个活动喷口。爆发反复使月球的大部分重新出现。 NASA图片。


土卫二上的间歇泉: 土星月亮土卫二上冰冷火山活动的彩色增强图。这些间歇泉经常喷出主要由水蒸气和少量氮,甲烷和二氧化碳组成的羽流。 NASA图片。

什么是Cryovolcano?

大多数人将“火山”一词定义为地球表面的一个开口,熔融的岩石材料,气体和火山灰通过该开口逸出。此定义对地球有效。但是,我们太阳系中的某些天体的成分中含有大量气体。

太阳附近的行星是岩石,会产生类似于地球上看到的硅酸盐岩浆。但是,除了硅酸盐岩,火星以外的行星及其卫星还含有大量的气体。我们太阳系这一部分中的火山通常是低温冰山。它们没有喷出熔融的岩石,而是喷出了冷的,液态的或冷冻的气体,例如水,氨气或甲烷。



艾瓦瓦什塔尔火山: 这个五帧动画是使用“新视野”号飞船拍摄的图像制作的,显示了木星卫星Io上的火山喷发。估计喷发羽高约180英里。 NASA图片。

木星月亮艾奥:最活跃

艾欧是我们太阳系中火山活动最活跃的物体。这使大多数人感到惊讶,因为Ios距离太阳很远,而且其冰冷的表面使它看起来像很冷的地方。

但是,艾欧是一个非常小的卫星,受到巨型木星的引力的极大影响。木星和其他卫星的引力在Io上施加了如此强的“拉力”,使其从强内部潮汐中不断变形。这些潮汐会产生巨大的内部摩擦。这种摩擦加热了月球,使火山活动更加激烈。

艾欧岛有数百个可见的火山喷口,其中一些爆炸喷入的冷冻蒸气和“火山雪”喷入大气层数百英里。这些气体可能是这些喷发的唯一产物,或者可能存在一些伴生的硅酸盐岩或熔融硫。这些通风口周围的区域显示出证据,表明它们已被新材料的平坦层“重新覆盖”。这些重表面区域是Io的主要表面特征。与太阳系中的其他物体相比,这些表面上的撞击坑数量很少,这是Ios持续不断的火山活动和表面重铺的证据。


艾奥火山喷发: 加利福尼亚大学伯克利分校的凯瑟琳·德·克莱尔(Katherine de Kleer)使用双子座北望远镜于2013年8月29日在爱荷华州木星月球上观测到的最大喷发之一。人们认为这种喷发是在Ios表面上方数百英里处发射出了热熔岩。更多信息。

艾欧(Io)的“火帘”

2014年8月4日,美国宇航局发布了2013年8月15日至8月29日在木星月球Io上发生的火山喷发的图像。在那两周的时间里,据信喷发的力量足以发射出距月球表面数百英里的物质发生了。

除地球外,艾奥是太阳系中唯一能够喷出极热熔岩的物体。由于卫星的低重力和岩浆爆炸性,据信大的喷发会在短短几天内在月球上方发射数十立方英里的熔岩,并在大范围内重新出现。

随附的红外图像显示了2013年8月29日的喷发,是由美国加州大学伯克利分校的Katherine de Kleer在美国国家科学基金会的支持下使用双子座北望远镜获得的。这是有史以来最壮观的火山活动图像之一。在拍摄此图像时,据信Ios表面的大裂缝已经喷发了长达数英里的“火帘”。这些“窗帘”可能类似于2018年在夏威夷基拉韦厄火山喷发时看到的喷泉裂缝。

低温力学: 低温晶闸管如何在Io或Enceladus上工作的图。表面以下一小段距离的加压水袋通过内部潮汐作用加热。当压力足够高时,它们会排放到地面。

特里顿:第一个被发现

海王星的卫星特里顿(Triton)是太阳系中观测到低温分子的第一个位置。 Voyager 2探测器在1989年飞越期间观察到高达5英里高的氮气和尘埃羽流。这些喷发是Tritons表面光滑的原因,因为气体会凝结并回落到表面,形成类似于雪的厚毯子。

一些研究人员认为,太阳辐射会穿透Tri核的表层冰,并加热下方的暗层。夹带的热量使地下的氮气蒸发,后者膨胀并最终通过上方的冰层喷发。这将是从身体外部引起火山喷发的唯一已知能量位置-能量通常来自内部。


土卫二上的Cryovolcano: 画家对土卫二表面上的低温晶界可能是什么样的看法进行了设想,而土星则在背景中可见。 NASA图片。放大。

土卫二:最好的记录

2005年,卡西尼号航天器首次记录了土星卫星土卫二的土卫二上的冰冻狼。该航天器对从南极地区喷出的冰冷粒子的喷流进行了成像。这使土卫二成为具有确定火山活动的太阳系第四大天体。该航天器实际上飞过了低温火山羽,并记录了其成分主要是水蒸气,其中含有少量的氮,甲烷和二氧化碳。

冷冻火山作用背后的机制的一种理论是,在月球表面下方存在一个短距离(也许只有几十米)的地下加压水袋。通过卫星内部的潮汐加热,水被保持在液态。有时这些加压水会排放到地表,产生水蒸气和冰粒的羽状流。

活动证据

可以记录到外星人火山活动的最直接证据是看到或成像发生的火山喷发。另一种证据是身体表面的变化。喷发会产生碎屑或重铺地面。在Io上的火山活动足够频繁,并且表面足够清晰可见,因此可以观察到这些类型的变化。没有这种直接的观察,地球可能很难知道火山是新近的还是古老的。

冥王星近期火山活动的潜在区域: 2015年7月,新视野号航天器在冥王星表面上发现的两个潜在低温分子之一的高分辨率彩色视图。这一特征被称为莱特·蒙斯,跨度约为90英里(150公里),而距离为2.5英里(4公里)。高。如果怀疑它实际上是一座火山,它将是在外部太阳系中发现的最大的此类特征。放大。

会发现更多活动吗?

直到2005年才在土卫二上发现冰晶,并且没有对这种活动进行详尽的搜索。实际上,有些人认为我们近邻金星的火山活动仍在发生,但隐藏在浓密的云层之下。火星上的一些功能暗示那里可能有近期活动。在我们太阳系外围的冰冷行星的卫星上,例如欧罗巴,土卫六,狄奥尼,木卫三和米兰达,也很有可能(可能是)发现活火山或低温火山。

2015年,科学家们利用NASA New Horizo​​ns任务中的图像工作,在冥王星表面上组装了潜在冰晶石的高分辨率彩色图像。随附的图像显示了冥王星上可能有冰火山的区域。由于在这个潜在火山周围的沉积物上几乎没有撞击坑,因此人们认为它的地质年龄很年轻。有关更详细的照片和说明,请参阅NASA.gov上的此文章。

Ahuna Mons在此模拟透视图中显示了矮行星谷神星表面上的一堆盐水冰。人们认为它是由一缕盐水和岩石从矮行星内部升起,然后喷出一股盐水而形成的。咸水冻结成盐水冰,并建了一座现在约2.5英里高,10.5英里宽的山。图片由NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA提供。

2019年,来自NASA,欧洲宇航局和德国航空航天中心的科学家发表了一项研究,他们认为这解决了如何形成小行星带中最大物体谷神星表面的山Ahuna Mons的谜团。他们认为,Ahuna Mons是一种低温火山,在上升的羽流升至矮行星表面后喷出了咸水。有关更多信息,请参见NASA.gov上的此文章。

这是观看太空探索的激动人心的时刻!