«Это – первый раз, когда сумма и распределение тепла, произведенного жидкими потоками в подземном океане магмы на Io, были изучены подробно», сказал Роберт Тайлер из Университета Мэриленда, Колледж-Парка и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд. «Мы нашли, что образец приливного нагревания, предсказанного нашей моделью жидкого потока, в состоянии произвести поверхностные тепловые образцы, которые на самом деле наблюдаются относительно Io». Тайлер – ведущий автор статьи об изданном июне 2015 этого исследования в Астрофизическом Ряде Дополнений Журналов.
Ио – наиболее вулканически активный мир в солнечной системе с сотнями извергающихся вулканов, взрывающих фонтаны лавы до 250 миль (приблизительно 400 километров) высоко. Интенсивная геологическая деятельность – результат тепла, произведенного гравитационным перетягиванием каната между серьезной силой тяжести Юпитера и другим меньшим, но точно рассчитанным напряжением из Европы, соседней луны Ио что орбиты далее от Юпитера. Орбиты Ио быстрее, заканчивая две орбиты каждый раз Европа заканчивают ту. Этот регулярный выбор времени означает, что Ио чувствует самую сильную гравитацию от ее соседа в том же самом орбитальном месте, которое искажает орбиту Ио в овальную форму.
Эта измененная орбита заставляет Ио сгибать, поскольку она вращается вокруг Юпитера, заставляя материал в Ио переместить положение и выработать тепло трением, так же, как потирающий руки оживленно делает их теплее.Предыдущие теории того, как это тепло выработано в Io, рассматривали луну как твердый, но непрочный объект, несколько как глина.
Однако, когда ученые сравнили компьютерные модели, используя это предположение карте фактических местоположений вулкана на Io, они обнаружили, что большинство вулканов было возмещено 30 – 60 градусов на Восток того, где модели предсказали, что наиболее сильная жара должна быть произведена.Образец был слишком последователен, чтобы списать его как простую аномалию, такую как магма, текущая по диагонали через трещины и прорывающаяся поблизости. «Трудно объяснить регулярный образец, который мы видим в таком количестве вулканов, все переходящие в том же самом направлении, используя просто наше классическое твердое тело приливные согревающие модели», сказал Уэйд Хеннинг из Университета Мэриленда и НАСА Годдар, соавтор бумаги.Тайна неуместных вулканов Ио призвала к различному объяснению – то, которое имело отношение к взаимодействию между теплом, произведенным потоком жидкости и теплом от потоков твердого тела.«Жидкости – ‘особенно липкий’ (или вязкий) жидкости – могут выработать тепло посредством фрикционного разложения энергии, когда они двигаются», сказал соавтор Кристофер Гамильтон из Аризонского университета, Тусон.
Команда думает, что большая часть океанского слоя вероятна частично литой жидкий раствор или матрица с соединением литой и твердой скалы. Когда расплавленная порода течет под влиянием силы тяжести, это может циркулировать и тереться об окружающую твердую скалу, вырабатывая тепло. «Этот процесс может быть чрезвычайно эффективным для определенных комбинаций толщины слоя и вязкости, которая может произвести резонансы, которые увеличивают тепловое производство», сказал Гамильтон.
Команда думает, что комбинация жидких и твердых приливных согревающих эффектов может лучше всего объяснить всю вулканическую деятельность, наблюдаемую относительно Io. «Жидкий приливный согревающий компонент гибридной модели лучше всего объясняет экваториальное предпочтение вулканической деятельности и изменения на восток в концентрациях вулкана, в то время как одновременное твердое тело, приливное нагревание в глубокой мантии могло объяснить существование вулканов в высоких широтах», сказал Хеннинг. «И серьезная и жидкая приливная деятельность производит условия, которые одобряют существование друг друга, такое, что предыдущие исследования, возможно, были только половиной истории для Io».Новая работа также имеет последствия для поиска внеземной жизни. Определенные приливным образом подчеркнутые луны во внешней солнечной системе, такие как Европа и спутник Сатурна Энцелад, питают океаны жидкой воды ниже их ледяных корок. Ученые думают, что жизнь могла бы произойти в таких океанах, если у них есть другие ключевые компоненты, которые, как думают, были необходимы, такими как химически доступные источники энергии и сырье, и они существовали достаточно долго для жизни, чтобы сформироваться.
Новая работа предполагает, что такие океаны недр, ли составленный из воды или жидкости, будут более распространены и продлятся дольше, чем ожидалось, и в нашей солнечной системе и вне.Так же, как точно рассчитанный спешат, колебание заставит его повыситься, океаны могут попасть в резонанс, указывают и иногда производят значительное тепло через приливный поток. «Долгосрочные изменения в нагревании или скоростях охлаждения в океане недр, вероятно, произведут комбинацию океанской толщины слоя и вязкости, которая производит резонанс и производит значительное тепло», сказал Гамильтон. «Поэтому тайна может быть не, как такие океаны недр могли выжить, а как они могли погибнуть.
Следовательно, океаны недр в Io и других спутниках могли быть еще более распространены, чем, что мы были в состоянии наблюдать до сих пор».Исследование финансировалось грантом из Программы исследований Внешних планет НАСА.Для ранее связанного исследования вулкана Io, посещения:http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/io-volcanoes-displaced.html