اقیانوس ماگمای زیر زمینی علت آتشفشان در جای اشتباه در قمر آیو

تحقیقات جدید نشان می دهد که اقیانوس ها در زیر پوسته اقمار ممکن است رایج تر و طولانی تر از حد انتظار باشد. این پدیده درباره اقیانوس های آب یا ماگما ممکن است وجود داشته باشد و این موضوع شانس حیات بالقوه در جای دیگر را زیاد می کند.

رابرت تایلر از دانشگاه مریلند در کالج پارک و مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین بلت مریلند گفت: «این اولین بار است که جزییات مقدار و توزیع گرمای تولید شده با جزر و مد سیال در اقیانوس زیر زمینی ماگما مطالعه می شود. ما فهمیدیم که الگوی گرمایش پیش بینی شده از مدل جزر و مد سیال قادر به تولید الگوی حرارت سطحی است که در واقع در قمر آیو دیده شده.» مقاله تحقیقاتی تایلر در ژوئن 2015 در ژورنال اخترفیزیک چاپ شد.

قمر آیو با صد ها فوران آتشفشانی که انفجار گدازه ها ی آن به ارتفاع 400 کیلومتر می رسد، بیشترین فعالیت آتشفشانی را در سیستم خورشیدی دارد. فعالیت شدید زمین شناسی، نتیجه حرارت تولید شده بر اثر برهمکنش گرانشی بین جرم زیاد مشتری و اقمار کوچک است. اما کشش مشتری روی قمر همسایه، اروپا، بیشتر است. قمر آیو سریع تر به دور مشتری می چرخد، دو بار گردش آیو مساوی با یک بار گردش اروپا به دور مشتری است. این زمان بندی منظم نشان می دهد که آیو تحت گرانش یک همسایه در مدار مشابهی قرار دارد که باعث انحراف مدار آیو به مداری بیضوی شده است. این مدار اصلاح شده باعث انعطاف آیو در زمان چرخش به دور مشتری تغییر موقعیت مواد آیو و نتیجه تولید گرما بر اثر اصطکاک می شود؛ مانند مالش دست ها به یکدیگر که باعث گرم شدن آنها می شود.




تئوری های قبلی درباره گرمای تولید شده در آیو بر اساس جامد بودن آن مطرح شد، اما آیو یک قمر تغییر شکل پذیر است، تا حدودی مانند خاک رس. با این حال زمانی که دانشمندان مدل های کامپیوتری را با این فرض با مکان واقعی آتشفشان های قمر آیو روی نقشه مقایسه کردند، فهمیدند که بیشتر آتشفشان ها 30 تا 60 درجه به سمت شرق جایی که طبق مدل ها گرمای بیشتری تولید می شود، انحراف دارند. این الگو برای یک ناهنجاری ساده ثابت بوده است، مانند جریان مورب ماگما در ترک ها و فوران ها.

وید هنینگ (Wade Henning) از دانشگاه مریلند و گودارد ناسا و همکار نویسنده مقاله گفت: «توضیح علت الگوی منظم دیده شده در تعداد زیادی از آتشفشان ها (انتقال همه در یک جهت) با استفاده از مدل کلاسیک حرارتی جزر و مد جسم جامد دشوار است.»

راز آتشفشان های آیو در مکان اشتباه دو توضیح مختلف دارد. توضیح هایی درباره حرارت جزر و مدی مایع و جامد.

کریستوفر همیلتون از دانشگاه آریزونا گفت: «مایعات (به طور خاص مایعی چسبنده) می توان از طریق انرژی اتلافی از اصطکاک حرارت تولید کند.»

تیم تحقیقاتی فکر می کند که بیشتر لایه های اقیانوسی از ماده خمیری مانند مذاب یا ترکیبی از سنگ مذاب و جامد بوجود آمده است. از آنجا که سنگ مذاب تحت تاثیر گرانش جریان دارد، ممکن است اطراف سنگ جامد بچرخد و با آن تماس داشته باشد و گرما تولید کند.

همیلتون گفت: «این فرایند می تواند بر ترکیب خاصی از ضخامت لایه ها و غلظت آنها تاثیر بگذارد که می تواند باعث بوجود آمدن تشدید در تولید گرمای بیشتر شود.» آنها فکر می کنند که ترکیبی از اثرات گرانشی جزر و مدی مایع و جامد ممکن است بهترین توضیح برای فعالیت های آتشفشانی مشاهده شده باشد.

هنینگ گفت: «جزء حرارتی جزر و مد مایع، از مدل ترکیبی، فعالیت های آتشفشانی و انتقال به سمت شرق را به خوبی توضیح می دهد. در حالی که مدل حرارت جزر و مد جامد به طور هم زمان در عمق گوشته می تواند وجود آتشفشان در عرض جغرافیایی بالا را توضیح دهد. هر یک از فعالیت های جزر و مدی مایع و جامد شرایطی را به نفع وجود جزء دیگر تولید می کند، به طوری که مطالعات قبلی تنها نیمی از شرایط آیو را توصیف می کرد.»

تحقیقات جدید همچنین پیامد هایی برای جست و جوی حیات فرا زمینی دارد. به طور خاص اقیانوس های آب در قمر اروپا و قمر زحل، انسلادوس، در زیر پوسته یخی تحت فشار وجود دارد. دانشمندان فکر می کنند اگر این اقمار دیگر مواد لازم برای حیات مانند مواد شیمیایی را داشته باشند، ممکن است حیات از چنین اقیانوس هایی سرچشمه بگیرد. تحقیقات نشان می دهد که چنین اقیانوس های زیر زمینی، تشکیل شده از آب یا هر مایع دیگری، در منظومه شمسی ما و فراتر از آن شایع تر و طولانی تر از حد انتظار است.

منبع: [url=http://www.nasa.gov/content/goddard/io-volcano-tides]NASA[/url]