Tekla
5 °C
19 °C

Magmaóceán a Jupiter pokoli holdján

2011.05.23. 17:08

A Jupiter Io nevű holdján működő vulkánokat már 1979-ben, a Voyager-szondák segítségével sikerült kimutatni. Az Ión a Földhöz hasonló alapokon nyugszik a vulkanikus aktivitás, de az esetében a közeli, nagy tömegű Jupiter körüli keringés során fellépő árapály-erők adják az aktivitáshoz szükséges energiát.

Nagy különbség, hogy a holdon körülbelül százszor annyi láva keletkezik egy adott időszak alatt, mint amennyit a földi tűzhányók a felszínre juttatnak. Amíg bolygónkon a vulkánok a jól elkülöníthető, úgynevezett forró foltok környezetében vannak (például a Tűzgyűrű kerületén a Csendes-óceánban), addig az Ión a vulkánok szinte a teljes felszínen előfordulnak.

Később a Galileo is megvizsgálta a Jupitert és a holdrendszerét. 1999 októberében és 2000 februárjában az Iót megközelítő manőverek során furcsa mintázatokat észlelt a mágneses térben. Ekkoriban még nem tudták megfelelően modellezni az Io és a Jupiter rendkívül erős mágneses terének a  kölcsönhatását, így az állandóan töltött részecskék tengerében fürdő hold belső szerkezetére még nem következtethettek a kutatók.

A Galileo-szonda adatait elemezve, és a kristályfizika legújabb eredményeit felhasználva végre sikerült megfelelő modellt kidolgozni a jelenség magyarázatára. A megoldást vulkáni eredetű, kihűlő magmából kialakuló, úgynevezett ultramafikus kőzetek jelentik, amelyek megfelelő körülmények között, olvadt állapotban elektromosan igen jó vezetővé válnak. Hasonló kőzetek Földünkön is születnek a köpeny anyagából.

A Jupiter két mágneses pólusát összekötő mágneses erővonalak folyamatosan áthaladnak az Io hold testén. A bolygó forgásának köszönhetően a mágneses erővonalak mozognak, folyamatosan erősödnek vagy gyengülnek, ezáltal jelentős hatást gyakorolnak az elektromosan vezető kőzetrétegre
A Jupiter két mágneses pólusát összekötő mágneses erővonalak folyamatosan áthaladnak az Io hold testén. A bolygó forgásának köszönhetően a mágneses erővonalak mozognak, folyamatosan erősödnek vagy gyengülnek, ezáltal jelentős hatást gyakorolnak az elektromosan vezető kőzetrétegre

A megfigyelt mágneses foltok jellemzői pontosan egyeznek a modellszámítások eredményeivel, amelyekben az Io holdon részben vagy teljesen megolvadt magma található a kéreg alatt, miközben a hold a Jupiter gyorsan forgó mágneses mezejében halad. A megfigyelések során észlelt jellemzők hasonlítanak az iherzolit nevű, a Földön elsősorban a Spitzbergákon előforduló, szilikátokban, magnéziumban és vasban igen gazdag kőzetfajta jelenléte esetén várható jelenségekhez.

A modellek szerint a felszín alatt mintegy 30-50 kilométerrel elhelyezkedő részben vagy teljesen olvadt, körülbelül 1200 Celsius-fokos magmaóceán mélysége legalább 50 km, így a hold köpenye térfogatának legalább 10 százalékát teszi ki.

Az eredmények saját bolygónk szempontjából is érdekesek. A bolygókeletkezési modellek szerint hasonló, összefüggő felszín alatti magmaóceánok létezhettek néhány milliárd évvel ezelőtt mind a Földön, mind pedig a Holdon is, nem sokkal kialakulásukat követően. Az elmúlt évmilliárdok alatt - hasonló, folyamatos árapályfűtés hiányában - ezek az égitestek kihűltek. Így az Io esetében még megfigyelhető vulkánosság saját bolygónk történetének korai szakaszába enged bepillantást.