Цитата сообщения Атронах_из_плоти О волнах лавы в крупнейшей вулканической кальдере Ио


Патера Локи (в виде подковы) на снимке КА «Вояджер-1»
Затмение Европой крупнейшего вулкана Ио Патеры Локи позволило составить подробную тепловую карту лавового озера, находящегося в вулканической кальдере. Соответствующее исследование было опубликовано 11 мая в журнале Nature.

Пролет «Вояджеров-1, 2» через систему Юпитера в 1979 году привел к открытию действующих вулканов на Ио, галилеевом спутнике Юпитера. Этого мало – Ио оказалась самым вулканически активным телом в Солнечной системе. На ее поверхности постоянно извергаются десятки вулканов, крупнейшая вулканическая кальдера – Патера Локи (Loki Patera) – достигает в диаметре 200 км. Внутри кальдеры расположено лавовое озеро площадью около 21.5 тыс. кв. км – больше, чем озеро Онтарио. Лавовое озеро Патера Локи имеет форму (грубо) кольца с островом посередине, оно становится то ярче, то тусклее с периодом 400-600 суток.


Изображение региона Патеры Локи («Вояджер-1», 1979 г., синий фильтр)
8 марта 2015 года произошло достаточно редкое астрономическое событие – покрытие Ио другим галилеевым спутником Юпитера, Европой. Ледяная поверхность Европы холодная и яркая в видимых лучах, но в инфракрасных лучах она темная, и это позволило Европе сыграть роль экрана, постепенно заслоняющего яркую в ИК-диапазоне вулканическую Ио. Это, в свою очередь, позволило определить, что температура поверхности Патеры Локи монотонно увеличивается от одного края лавового озера до другого.


Покрытие Ио Европой.
Наблюдения Ио с помощью наземных ИК-телескопов ведутся уже около 15 лет. В частности, Ио наблюдал Большой бинокулярный телескоп (LBTO) в Аризоне. Большой бинокулярный телескоп состоит из двух 8.4-метровых телескопов, соединенных вместе в интерферометр, оснащенный системой адаптивной оптики для компенсации дрожания земной атмосферы. Разрешение бинокулярного телескопа соответствует телескопу с диаметром зеркала в 23 метра, однако затмение Ио Европой позволило увеличить разрешение тепловой карты Патеры Локи еще в десять раз – до ~10 км на пиксель. Наблюдения затмения велись в лучах с длиной волны 4.5 мкм.

Как оказалось, температура поверхности озера плавно изменяется от 270К на западном краю до 330К на восточном.


Температура поверхности лавового озера Патера Локи (слева) и возраст корки на его поверхности (справа). Самая высокая температура зафиксирована на восточном краю озера в точке 3, именно там лава изливалась на поверхность относительно недавно (примерно 2.5 месяца назад).
Более ранние наблюдения показали, что волна повышенной температуры движется по озеру с запада на восток со средней скоростью около километра в сутки. Точнее, этих волн даже две – одна идет по северному рукаву озера, вторая по южному, огибая центральный остров с обеих сторон.

Как же объяснить это явление? Лавовое озеро постепенно остывает с поверхности, на нем образуется твердая корка, которая с течением времени становится все толще и тяжелее. Наконец, корка становится достаточно тяжелой, чтобы отломиться и начать тонуть в расплаве, увлекая за собой и кору рядом. Весь процесс выглядит как движение по поверхности лавового озера горячей волны. Аналогичные процессы происходят и на лавовых озерах земных вулканов.

Видеоролик, иллюстрирующий движение двух волн яркости в патере Локи :




Сравнив наблюдаемые температуры на поверхности Патеры Локи со скоростью остывания земных базальтов, исследователи оценили время, когда «горячая волна» в последний раз проходила по озеру. По их оценкам, на «холодном» западном краю Патеры Локи магма выходила на поверхность 180-230 земных суток назад, а на «горячем» восточном – около 75 суток назад.

Интересно, что скорость движения горячей волны по северному и южному рукаву лавового озера отличается, и время старта с западного края у них тоже разное. Пока неясно, вызвано ли это различие составом магм или разным количеством газовых пузырьков в разных рукавах.

Следующее затмение Ио Европой ожидается в 2021 году, и авторы надеются повторить свои наблюдения.

Источник: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-05/uoc--wol050517.php
Оригинальная статья в Nature: http://www.nature.com/nature/journal/v545/n7653/full/nature22339.html
Перевод: http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5...a0e85f292f91c2e7d7d93f4b605ff6

Серия сообщений "Юпитер и спутники":

Часть 1 - Скорость ветра в Малом Красном Пятне Юпитера
Часть 2 - Большое Красное Пятно
...
Часть 45 - Новости с Европы
Часть 46 - Вращение гиганта
Часть 47 - О волнах лавы в крупнейшей вулканической кальдере Ио
Часть 48 - Первые научные результаты миссии Juno
Часть 49 - Облачные ленты Юпитера