木衛一的火山活動
維基百科,自由的 encyclopedia
木卫一上的火山活动,代表在木星的卫星艾奥表面所存在的火山、火山坑和熔岩流的活动。1979年,旅行者1号影像科学家琳达·蒙娜碧朵(Linda Morabito)发现了它的火山活动[1]。通过曾飞掠的旅行者号、伽利略号、卡西尼号和新视野号等探测器及地基天文学家的观测,已发现了150多座的活火山。根据这些观测结果,预计将有多达400座此类火山存在[2]。木卫一的火山活动使该卫星成为目前已知太阳系中仅四颗存在火山活动的天体之一(另外三颗是地球、土星的卫星恩克拉多斯及海王星的卫星崔頓)。
在“旅行者1号”飞越前不久,人们就首次预测到,木卫一火山活动的热源来自于其轨道偏心率所产生的潮汐加热[3],这不同于地球的内部热量,后者主要来自放射性同位素衰变和吸积的原始热能[4]。木卫一的偏心轨道导致木星对它的引力在其轨道的最近点和最远点间产生了些微差异,从而引发潮汐起伏。这种变化也造成木卫一形状的改变并进而引起内部摩擦加热。若不是这种潮汐加热,木卫一就可能与月球一样,成为一颗大小和质量相当,覆盖着无数撞击坑,地质活动业已停止的卫星[3]。
木卫一的火山活动形成了数百座火山喷发中心和广袤的熔岩地层,使它成为太阳系中火山活动最活跃的天体。现已确认了三种不同的火山喷发类型,它们在持续时间、喷发强度、熔岩流出速率以及喷发是否发生在火山内(称为“火山口”)等方面存在着差异。木卫一上的熔岩流有数十或数百公里长,主要成分为玄武岩,类似于地球上在夏威夷基拉韦厄火山等盾状火山所见到的熔岩 [5]。虽然木卫一上大部分熔岩都是由玄武岩构成,但也看到了一些由硫和二氧化硫构成的熔岩流。此外,也检测到喷发温度高达1600 K(摄氏1300°;华氏2400°)的熔岩,这种高温可解释为属于超镁铁质硅酸盐熔岩的喷发[6]。
木卫一地壳及表面分布着大量的含硫物质,一些火山喷发将硫、二氧化硫气体和火山碎屑物质送入到500公里(310英里)高的太空,形成巨大的伞状羽流[7],这些物质将周围地形涂抹成红、黑和/或白色,并为木卫一稀薄的大气和木星广阔的磁层提供了材料。由于木卫一的火山活动,自1979年太空探测器飞越以来,已观察到它许多的表面变化[8]。