本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
探测器掠过太空。大约450万公里(260万英里)之外,你坐着观看另一个世界的图像出现。你注意到一个有斑点的表面,在其地平线上,一道羽状物以惊人的260公里(162英里)高度喷射到表面之上。
这是有史以来第一次在你的星球之外看到的火山喷发。
这是一个火山羽流是二氧化硫雪的世界,它们非常巨大,以至于可以从地球轨道的哈勃太空望远镜和地球望远镜的红外爆发中看到。构造运动是由潮汐而不是内部热量驱动的;火山喷发出超镁铁质熔岩,其温度比地球上数十亿年来的任何熔岩都高。425个火山中心,其中70个目前处于活动状态,以每年1厘米(超过三分之一英寸)的惊人速度改造着地表。这个世界的火山活动是地球的25倍,使我们在地质活动方面位居第二,但其体积仅略大于我们自己的月球。它是我们所知的太阳系中唯一拥有活火山的行星。它拥有最长熔岩流的桂冠。如果20世纪之前的人们知道这一点,他们可能会将其命名为伏尔甘。伽利略称其为美第奇行星一号,当他意识到它是一颗卫星时,又称其为木卫一。19世纪的科学家将其命名为木卫一(Io)。
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她不是很美吗?
她有点出人意料,但甚至在“旅行者号”拍摄到第一张地球外火山喷发的著名图像之前,科学家们就怀疑他们会在那里发现活火山。你看,木卫一夹在巨大的木星和另外两颗巨大的卫星——木卫二和木卫三之间。我们有高达18米(60英尺)的潮汐,这是由我们一颗卫星的拉力引起的:木卫一的潮汐超过100米(328英尺)高——请注意,那是100米的岩石。移动如此多的固体物质需要巨大的力量,而固体物质会升温到惊人的温度。这就是为什么一个比我们小得多的世界能够维持地球数十亿年来从未经历过的热度喷发。
这是一个不可否认的异星世界,但又出奇地熟悉。参观夏威夷的火山,您就可以了解木卫一上正在发生的事情。是的,她的爆炸性喷发更多是由二氧化硫驱动,而不是像我们这样的水和二氧化碳,而且她的熔岩平均温度高达1,600°C(2,900°F),而我们较冷的熔岩(1200-1300°C/2200-2400°F)。是的,在活跃火山的炙热区域之外,地表温度是寒冷的-150°C(-300°F)。当然,在稀薄的大气层和低重力下,事物会升得更高——例如,老忠实喷泉在那里会喷射出惊人的37公里(23英里)的高度。但除此之外,火山并没有那么不同。它们喷发出由我们在这里熟悉的化学物质组成的熔岩:二氧化硫、硅、氧、铁、镁、钾、钠、钙。它们的喷发模式非常熟悉。
例如,我们可以看到从特瓦什塔卡特纳裂缝中涌出的火幕
我们可以看到熔岩管,包括天窗
我们可以看到破火山口,有些还带有熔岩湖
我们绘制了熔岩流、火山穹丘、火山碎屑沉积物、山脉和平原的地图——哦,我有没有提到,我们已经完成了该地点的地质图?没错。由美国地质调查局创建的整个另一个世界的完整地质图。
该地图向我们展示了关于木卫一的另一个令人着迷的事实:它上面没有任何撞击坑。太阳系中的每个其他天体都有撞击坑,但木卫一没有。它的火山忙于抹去每一个撞击坑。太神奇了,对吧?
关于这颗美丽而耀眼的卫星,还有更多要说的。更多得多。我会在有一天说出来,在我有机会进一步阅读之后(以及在我们完成圣海伦斯火山之后,我们还没有完成——还差得很远)。将这视为一个简单的介绍和一个承诺,并提醒人们地质学发生在比我们通常认为的更多的地方。地球科学可能非常不寻常。
更不用说,令人心碎的美丽。
参考文献:
亚利桑那州立大学新闻:“木星卫星木卫一的地质图详细描述了一个超凡脱俗的火山表面。” 最后访问时间:2012年9月7日。
火山如何工作:“木卫一上的火山活动。” 最后访问时间:2012年9月7日。
美国宇航局科学:“木卫一的异星火山。” 最后访问时间:2012年9月7日。
美国宇航局太阳系探索:“木卫一上的火山活动。” 最后访问时间:2012年9月7日。
美国地质调查局夏威夷火山观测站:“关注木卫一的火山活动。” 最后访问时间:2012年9月7日。
美国地质调查局:“木卫一地质图。” 最后访问时间:2012年9月7日。