私たちの太陽系には、氷の世界と火の世界があります。 木星の月 イオ 火山でそばかすがあり、溶岩のこぼれで割れた火の世界の最も良い例です。
この火球の働きを説明するために、多くの競合する理論があります。 新しい研究 に発表されました 惑星科学ジャーナル で発表されました 2022年アメリカ地球物理学連合秋季大会 は、コンピューターシミュレーションを使用して火山世界の内部で何が起こっているのかを絞り込み、その表面の下にマグマの灼熱の海をホストしていることを示唆しています.
マグマの海は、太陽系の初期の岩石惑星や月に共通の特徴であったと考えられていますが、時間が経つにつれて物事が冷えたため、現在はほとんど存在しません. イオの灼熱の海は唯一の生き残った例である可能性があり、科学者に間近で観察する機会を与えています.
「マグマの海が存在するかどうかは、本質的にイオの動作を変化させ、イオのさまざまな観測結果の解釈に大きな影響を与えます」とカリフォルニア工科大学の惑星科学者は述べています。 宮崎義典、新しい研究論文の筆頭著者。
地球上では、火山は地球の構造プレートの移動によって引き起こされます。 イオの火山は、非常に異なるメカニズムから発生します。 潮汐加熱. 潮汐加熱では、大きな天体 (この場合は木星) が近くにある別の天体を重力で押しつぶしたり伸ばしたりして、摩擦で加熱します。 物質が柔軟で暖かくなるまで手で粘土をこねるようなものです。 この地質学的現象のおかげで、イオは多くの火山を維持するのに十分な熱を持っています。
「イオでは、潮汐加熱が暴走し、太陽系で最も火山活動が活発な世界の 1 つを生成しており、常に 100 を超える活火山が存在しています」と述べています。 ジェームズ・タトル・キーン、NASAのジェット推進研究所の惑星科学者で、研究チームには所属していません。 「潮汐加熱はイオで非常に極端であるため、このプロセスを理解するための最良の自然実験室になります。」
イオの下に何が存在するかについては、長年の議論がありました。 地獄のような月の表面を見る前に、科学者たちは、イオの野生の潮汐加熱により、岩の地殻の下でマグマの海が荒れ狂っている可能性があると推測していました. ただし、一度 ボイジャー と ガリレオ イオの起伏の多い地形が明らかになると、天文学者は地下のマグマ海がそのような重い山々を支えているのではないかと疑うようになりました.
その後、科学者たちは内部がただの岩であり、内部に少し溶けたものがあることを示唆するように方向転換しました。 最近の仮説では、内部は純粋なマグマと純粋な岩石の間の何かである可能性があると提案されました。マグマ海綿と呼ばれる部分的に溶融した塊です。 「固体と液体の両方が完全に相互接続している皿スポンジやサンゴスポンジのようなマグマ海綿を考えてみてください」とタトル キーンは説明します。 「これは、せっけん水であろうとマグマであろうと、流体がスポンジを通って流れることができることを意味しますが、スポンジにはまだある程度の構造的完全性があります。」
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しかし、この新しい研究は、コンピュータ モデルを使用して、イオの内部がマグマ海綿である可能性は低いことを示しています。また、ガリレオ衛星の既存の観測結果を考えると、マグマの海ははるかに理にかなっています。
イオ内部の状態に関する合理的な仮定に基づいて、コンピュータ シミュレーションは、マグマ海綿がマグマと岩石の異なる層に急速に分離し、マグマの海を作り出すと予測しました。 カリフォルニア大学サンタクルーズ校の地質学者は、「氷と水が溶けた状態でしばらく放置すると、氷と水が分離するのと同じように、融解物と岩石は急速に分離する傾向があります」と述べています。 フランシス・ニモ、この研究に関与していませんでした。
残念ながら、これらのモデルでは、イオにマグマの海があるかどうかを明確に証明することはできません。 そのためには、燃えるような小さな月に探査機を送り返す必要があります。
宮崎が楽しみです ジュノ 宇宙船2023 年 12 月と 2024 年 2 月に予定されているイオのフライバイでは、天文学者はラブ数と呼ばれる月の特性を測定します。 この数値は、惑星体の内部がどれだけ硬いか、または柔らかいかを示す指標です。 「ラブ数が大きければ、イオの地下にマグマオーシャンが存在することが確認されるでしょう」と宮崎氏は説明する。
マグマの海が確認されたとしても、「イオの内部構造を理解しようとする試みには、まだ多くの不確実性があります」とタトル・キーンは言います。 「イオと木星系を探査するための将来のミッションが必要です…この火山の月を詳細に探査できる専用のイオミッションが飛ばされるまで、多くの質問は未解決のままです。」