Sopky

Aktívne sopky našej slnečnej sústavy



Aktivita bola pozorovaná na Zemi a na mesiacoch Jupiter, Neptún a Saturn


Sopky na Io: Io, mesiac Jupitera, je najviac sopečne aktívnym telom v našej slnečnej sústave. Má viac ako 100 aktívnych sopečných centier, z ktorých mnohé majú viac aktívnych prieduchov. Erupcie opakovane objavujú veľké časti mesiaca. Obrázok NASA.

Obsah


Sopky slnečnej sústavy
Čo je aktívna sopka?
Čo je Cryovolcano?
Jupiter's Moon Io: najaktívnejší
"Záclony ohňa" na Io
Triton: Prvý objavený
Enceladus: Najlepšie dokumentované
Dôkaz o činnosti
Objaví sa viac aktivít?

Sopky slnečnej sústavy

Dôkazy o minulej sopečnej aktivite sa našli na väčšine planét v našej slnečnej sústave a na mnohých ich mesiacoch. Náš vlastný mesiac má obrovské oblasti pokryté starými lávovými tokmi. Mars má Olympus Mons a Tharsis Rise, najväčší vulkanický prvok v našej slnečnej sústave. Povrch Venuše je pokrytý vyvýšeninami a stovkami sopečných prvkov.

Väčšina sopečných prvkov objavených v našej slnečnej sústave sa vytvorila pred miliónmi rokov - keď bola naša slnečná sústava mladšia a planéty a mesiace mali oveľa vyššie vnútorné teploty. Geologicky nedávna sopečná činnosť nie je tak rozšírená.

Na základe pozorovaní Zeme a kozmických vozidiel potvrdili sopečnú aktivitu iba štyri telá slnečnej sústavy. Jedná sa o 1) Zem; 2) Io, mesiac Jupitera; 3) Triton, mesiac Neptún; a 4) Enceladus, mesiac Saturn.

Boli pozorované dôkazy o možnej sopečnej aktivite na Marse, Venuši, Plute a Európe, ale neboli pozorované žiadne priame erupcie.

Čo je aktívna sopka?

Termín „aktívna sopka“ sa používa hlavne vo vzťahu k zemským sopkám. Aktívne sopky sú tie, ktoré v súčasnosti vypukli alebo ktoré v ľudskej histórii vypukli.

Táto definícia funguje veľmi dobre pre sopky na Zemi, pretože niektoré z nich môžeme ľahko pozorovať - ​​mnohé z nich sa však nachádzajú v odľahlých oblastiach, kde by malé erupcie mohli zostať bez povšimnutia, alebo pod vzdialenými časťami oceánov, kde by sa nemuseli zistiť ani veľké erupcie. Príkladom je masív Tamu, „najmasívnejšia sopka na svete“, ktorá bola uznaná až v roku 2013.

Naše schopnosti odhaľovať sopečné erupcie za hranicami Zeme sa začali až po objavení výkonných ďalekohľadov a urobili veľký skok, keď kozmické vozidlá boli schopné niesť ďalekohľady a ďalšie snímacie zariadenia v blízkosti iných planét a ich mesiacov.

Dnes je k dispozícii množstvo ďalekohľadov na detekciu týchto erupcií - ak sú dostatočne veľké a smerujú správnym smerom. Malé erupcie sa však nemusia zaznamenať, pretože nie je dostatok ďalekohľadov na pozorovanie všetkých oblastí slnečnej sústavy, kde by sa mohla vyskytnúť sopečná činnosť.

Aj keď sa zistilo iba niekoľko mimozemských erupcií, o nich sa toho veľa naučilo. Snáď najzaujímavejším objavom boli kryovulkány vo vonkajšej oblasti slnečnej sústavy.

Gejzír na Encelade: Farebne zväčšený pohľad na kryovulkanickú aktivitu na Saturnovom mesiaci Enceladus. Tieto gejzíry pravidelne odstraňujú oblaky zložené hlavne z vodnej pary s malým množstvom dusíka, metánu a oxidu uhličitého. Obrázok NASA.

Čo je Cryovolcano?

Väčšina ľudí definuje slovo „sopka“ ako otvor na zemskom povrchu, cez ktorý uniká roztavený horninový materiál, plyny a sopečný popol. Táto definícia funguje dobre pre Zem; Niektoré telá v našej slnečnej sústave však majú v zložení značné množstvo plynu.

Planéty blízko Slnka sú skalnaté a vytvárajú silikátové horniny podobné tým, ktoré sú na Zemi. Planéty za Marsom a ich mesiace však obsahujú okrem silikátových hornín značné množstvo plynu. Sopky v tejto časti našej slnečnej sústavy sú zvyčajne kryopohony. Namiesto toho, aby vybuchli roztavenú horninu, prepukli studené, kvapalné alebo mrazené plyny, ako napríklad voda, amoniak alebo metán.

Sopka Io Tvashtar: Táto päťrámcová animácia vytvorená pomocou snímok zachytených kozmickou loďou New Horizons ilustruje sopečnú erupciu na Io, mesiaci Jupitera. Odhadovaná šírka erupcie je asi 180 kilometrov. Obrázok NASA.

Jupiter's Moon Io: najaktívnejší

Io je najviac vulkanicky aktívne telo v našej slnečnej sústave. To prekvapí väčšinu ľudí, pretože Io je veľmi vzdialený od slnka a jeho zľadovateného povrchu, aby sa javil ako veľmi chladné miesto.

Io je však veľmi malý mesiac, ktorý je výrazne ovplyvnený gravitáciou obrovskej planéty Jupiter. Gravitačné príťažlivosť Jupitera a jeho ďalších mesiacov na Io vyvoláva také silné „ťahy“, že sa neustále deformuje silnými vnútornými prílivmi. Tieto prílivy spôsobujú obrovské množstvo vnútorného trenia. Toto trenie zahreje mesiac a umožňuje intenzívnu sopečnú aktivitu.

Io má stovky viditeľných sopečných prieduchov, z ktorých niektoré prúdia do atmosféry vysokými prúdmi zmrznutej pary a „sopečného snehu“ stovky kilometrov. Tieto plyny môžu byť jediným produktom týchto erupcií, alebo môže byť prítomná nejaká súvislá silikátová hornina alebo roztavená síra. Oblasti okolo týchto prieduchov svedčia o tom, že boli „znovu zabalené“ plochou vrstvou nového materiálu. Tieto obnovené oblasti sú dominantným povrchovým prvkom Io. Veľmi malý počet nárazových kráterov na tieto povrchy, v porovnaní s inými telesami v slnečnej sústave, je dôkazom nepretržitej sopečnej aktivity a resorpcie Io.

Sopečná erupcia na Io: Obrázok jednej z najväčších erupcií, aké sa kedy pozorovali na Jupiterovom mesiaci, Io, zhotovenú 29. augusta 2013 Katherine de Kleer z Kalifornskej univerzity v Berkeley pomocou severného teleskopu Gemini. Predpokladá sa, že táto erupcia spustila horúcu lávu stovky kilometrov nad povrchom Io. Viac informácií.

"Záclony ohňa" na Io

4. augusta 2014 NASA zverejnila obrázky sopečných erupcií, ktoré sa vyskytli na Jupiterovom mesiaci Io medzi 15. augustom a 29. augustom 2013. Počas tohto dvojtýždňového obdobia sa verí, že výbuchy dostatočne silné na to, aby vypustili materiál stovky kilometrov nad povrchom mesiaca, boli verné k tomu došlo.

Okrem Zeme je Io jediným telom v slnečnej sústave, ktorý je schopný vybuchnúť mimoriadne horúcu lávu. Kvôli nízkej gravitácii Mesiaca a výbušnosti magmy sa verí, že veľké erupcie spustia desiatky kubických kilometrov lávy vysoko nad mesiacom a znovu objavia veľké oblasti v priebehu niekoľkých dní.

Sprievodný infračervený obrázok zobrazuje erupciu z 29. augusta 2013 a bol získaný Katherine de Kleer z Kalifornskej univerzity v Berkeley pomocou severného teleskopu Gemini s podporou Národnej vedeckej nadácie. Je to jeden z najpozoruhodnejších snímok sopečnej činnosti, aké boli kedy urobené. V čase tohto obrazu sa predpokladá, že veľké trhliny na povrchu Io vybuchujú „ohnivé záclony“ až do vzdialenosti niekoľkých kilometrov. Tieto „záclony“ sú pravdepodobne podobné praskajúcim trhlinám pozorovaným počas erupcie Kilauea na Havaji v roku 2018.

Mechanika kryokoncana: Schéma toho, ako by mohol cryovolcano fungovať na Io alebo Enceladus. Vrecká stlačenej vody na krátku vzdialenosť pod povrchom sa zohrievajú vnútorným prílivovým pôsobením. Keď sú tlaky dostatočne vysoké, odvádzajú sa na povrch.

Triton: Prvý objavený

Triton, mesiac Neptúna, bol prvým miestom v slnečnej sústave, kde boli pozorované kryovulkány. Sonda Voyager 2 pozorovala počas svojho letu v roku 1989 oblaky plynného dusíka a prachu do výšky 5 kilometrov. Tieto erupcie sú zodpovedné za hladký povrch Tritona, pretože plyny kondenzujú a spadajú späť na povrch, čím vytvárajú hustú pokrývku podobnú snehu.

Niektorí vedci sa domnievajú, že slnečné žiarenie preniká do povrchového ľadu Tritonu a ohrieva tmavú vrstvu pod ňou. Zachytené teplo odparuje povrchový dusík, ktorý sa rozširuje a nakoniec prerazí cez ľadovú vrstvu vyššie. Toto by bolo jediné známe umiestnenie energie zvonku tela, ktoré spôsobilo sopečnú erupciu - energia obvykle pochádza zvnútra.

Cryovolcano on Enceladus: Umelecká vízia toho, ako by mohol cryovolcano vyzerať na povrchu Enceladusu, so Saturnom viditeľným na pozadí. Obrázok NASA. Zväčšiť.

Enceladus: Najlepšie dokumentované

Cryovulkány na Encelade, mesiaci Saturn, boli prvýkrát dokumentované kozmickou loďou Cassini v roku 2005. Kozmická loď zobrazovala prúdy ľadových častíc odtekajúcich z južnej polárnej oblasti. Vďaka tomu bol Enceladus štvrtým telom slnečnej sústavy s potvrdenou sopečnou aktivitou. Kozmická loď vlastne preletela kryokoncanickým oblakom a zdokumentovala svoje zloženie hlavne ako vodná para s malým množstvom dusíka, metánu a oxidu uhličitého.

Jednou teóriou mechanizmu za kryo-vulkanizmom je to, že pod povrchom vrecka pod tlakovou vodou existuje krátka vzdialenosť (možno len niekoľko desiatok metrov) pod povrchom mesiaca. Táto voda je udržiavaná v tekutom stave prílivovým zahrievaním vnútra mesiaca. Občas tieto tlakové vody odtekajú na povrch a vytvárajú oblak vodných pár a ľadových častíc.

Dôkaz o činnosti

Najpriamejším dôkazom, ktorý možno získať na zdokumentovanie sopečnej činnosti na mimozemských telách, je vidieť alebo zobraziť erupciu. Ďalším typom dôkazov je zmena povrchu tela. Erupcia môže spôsobiť zakrytie úlomkov alebo obnovenie povrchu. Sopečná aktivita na Io je dostatočne častá a povrch je dostatočne viditeľný, aby bolo možné pozorovať tieto typy zmien. Bez takýchto priamych pozorovaní môže byť zo Zeme ťažké zistiť, či je sopečnosť nedávna alebo starodávna.

Potenciálna oblasť nedávnej sopečnej aktivity na Plute: Farebný pohľad vo vysokom rozlíšení na jeden z dvoch potenciálnych kryo-kanónov pozorovaných na povrchu Pluta kozmickou loďou New Horizons v júli 2015. Táto funkcia, známa ako Wright Mons, má dĺžku asi 150 kilometrov a 4 kilometre 2,5 míle. vysoká. Ak je to v skutočnosti sopka, ako sa predpokladá, bola by to najväčšia vlastnosť objavená vo vonkajšej slnečnej sústave. Zväčšiť.

Objaví sa viac aktivít?

Cryovulkány na ostrove Enceladus boli objavené až v roku 2005 a v tomto solárnom systéme sa nevykonalo dôkladné vyhľadávanie tohto druhu činnosti. V skutočnosti sa niektorí domnievajú, že sopečná činnosť na našom blízkom susedovi Venuši sa stále vyskytuje, ale je skrytá pod hustou oblačnosťou. Niekoľko funkcií na Marse naznačuje možnú nedávnu aktivitu. Je tiež veľmi pravdepodobné, pravdepodobne pravdepodobné, že aktívne sopky alebo kryovulkány budú objavené na mesiacoch ľadových planét vo vonkajších častiach našej slnečnej sústavy, ako sú Európa, Titan, Dione, Ganymede a Miranda.

V roku 2015 vedci, ktorí pracujú s obrázkami z misie New Horizons NASA, zostavili farebné obrázky s potenciálnymi kryopekánmi na povrchu Pluta vo vysokom rozlíšení. Sprievodný obrázok zobrazuje oblasť na Plute s možnou sopkou ľadu. Pretože v okolí tejto potenciálnej sopky je len veľmi malé množstvo kráterov, predpokladá sa, že má geologicky mladý vek. Podrobnejšie fotografie a vysvetlenia nájdete v tomto článku o NASA.gov.

Ahuna Mons, hora ľadu slanej vody na povrchu trpasličej planéty Ceres, je zobrazená v tomto simulovanom perspektívnom pohľade. Predpokladá sa, že sa vytvoril po oblaku slanej vody a skaly vystúpenej cez vnútro trpasličej planéty, potom vypukol oblak slanej vody. Slaná voda zmrzla na ľad so slanou vodou a postavila horu, ktorá je teraz vysoká asi 2,5 míle a šírka 10,5 míle. Obrázok NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

V roku 2019 vedci z NASA, Európskej vesmírnej agentúry a Nemeckého leteckého centra uverejnili štúdiu, v ktorej veria, že riešia záhadu, ako vznikla hora Ahuna Mons na povrchu Ceres, najväčšieho objektu v asteroidnom páse. Veria, že Ahuna Mons je kryovulkán, ktorý vyplavil slanú vodu po stúpajúcom oblaku, ktorý stúpol na povrch trpasličej planéty. Viac informácií nájdete v tomto článku o NASA.gov.

Je to vzrušujúci čas pozerať sa na prieskum vesmíru!